As alterações da qualidade estrutural do solo pelo uso continuado do sistema plantio direto ocorre junto com o processo de sua (re)acidificação. Em algumas circunstâncias, ocorre também compactação superficial devido ao tráfego de máquinas, que necessita ser corrigida pela mobilização do solo. Assim, avaliou-se os efeitos acumulados e a curto prazo de mobilizar ou não o solo por ocasião das reaplicações de calcário sobre os atributos físicos e químicos no perfil do solo e o rendimento de culturas em diferentes preparos de solo. Foi utilizado um experimento de 12 anos no sistema plantio direto (SPD) e preparo convencional (PC) instalado em Argissolo Vermelho Distrófico típico na EEA-UFRGS. Determinou-se os atributos físicos (densidade, porosidade e estabilidade de agregados) e químicos (pH em água, índice SMP, teor de matéria orgânica, cálcio, magnésio e alumínio trocáveis e CTC efetiva) em três camadas (0,0-2,5; 2,5-7,5 e 7,5-15,0 cm) do solo e a produtividade das culturas de milho e aveia + ervilhaca. O SPD por quatro anos após o revolvimento recuperou os atributos físicos do solo à condição original. O revolvimento propiciou condições mais favoráveis de densidade e porosidade do solo, mas diminuiu a estabilidade de agregados, que não retornou à condição original após doze meses. Os atributos físicos do solo foram mais uniformes no PC, mas com menor estabilidade de agregados na camada superficial. O PC propiciou a situação menos desejável para os atributos químicos do solo. O efeito da aplicação superficial de calcário no SPD consolidado (oito e doze anos) atingiu a profundidade de 15 cm em doze meses, nos atributos químicos. As diferenças nos atributos físicos e químicos do solo decorrentes dos sistemas de manejo não foram suficientes para afetar a produtividade das culturas.

Este trabalho visa à quantificação da carbonatação em argamassas de cimento branco em comparação à carbonatação de argamassas de cimento cinza convencional. O estudo experimental foi dividido em 2 fases distintas. Na primeira foram produzidos 12 cimentos pela substituição de 0, 5, 10 e 20% de 3 clínqueres de diferentes procedências por um calcário calcítico. Nesta etapa do trabalho o clínquer e o calcário foram moídos conjuntamente, de forma que não havia controle sobre a granulometria do calcário e do clínquer individualmente. Na segunda fase foram produzidos 21 cimentos, os quais foram constituídos pela adição ao clínquer de 0, 5 10 e 20% do mesmo calcário da primeira fase e de um fíler quartzoso moído de forma a possuir a mesma granulometria do calcário. Nesta etapa os materiais foram previamente moídos, de forma que sua granulometria inicial era controlada, constituindo-se, portanto, 21 cimentos com a mesma finura e 21 argamassas com a mesma relação água/aglomerante. Os resultados dos ensaios de carbonatação, resistência à compressão, porosimetria, termogravimetria, difração de raios-X e análise do pH da solução aquosa dos poros indicam que o calcário tem um efeito potencializador da hidratação das argamassas, com efetivo refinamento da estrutura porosa. Entretanto, a comparação entre os resultados de ambas as fases do estudo mostra que a melhora do desempenho de cimentos acrescidos de calcário não se deve apenas ao efeito de fíler desta adição, mas a uma melhora na eficiência dos cimentos compostos, possivelmente pelo maior moabilidade da mistura clínquer-calcário induzida pelo calcário, isto é, o calcário, quando co-moído com o clínquer, faz com este atinja uma maior superfície específica, aumentando, desta forma, a sua reatividade. Argamassas feitas com cimentos brancos apresentaram menor carbonatação do que argamassas feitas com cimentos cinzas, considerando uma mesma relação água/aglomerante e uma mesma superfície inicial. Os resultados indicam algum tipo de interação química do calcário com a pasta que aumenta a carbonatação, mas este efeito é perceptível para teores elevados de adição. / The present study aims to quantify white cement mortars carbonation when compared to carbonation of conventional gray cement mortars. In the first part of the research, 12 cements were produced by substitution of 0, 5, 10 and 20% of 3 different clinkers by limestone. Clinker and limestone were ground together, so that there was no control over the fineness of limestone and clinker individually. In the second stage of the research 21 cements were produced, which were formed by adding to clinker 0, 5, 10 and 20% of limestone and a crushed quartz filler with the same fineness of limestone. In this second part of the research the materials were first milled, so that their initial particle size was controlled, criating therefore 21 cements with the same finess and 21 mortars with the same water / binder ratio. The test results of carbonation and porosimetry show that limestone has a potentiating effect on mortars hydration with effective refinement of the porous structure. However, the results show that the performance improvement of cement with limestone is not only due to the limestone effect as a filler, but also due to an improvement in the efficiency of blended cements, possibly due to greater efficiency of the clinkers that were milled together with limestone. White cement mortars showed less carbonation than gray cement mortars, assuming the same water / binder ratio and the same initial specific surface. The results show a possible chemical interaction between limestone and the cement paste that eventually increase carbonation depth. This effect was only observable with high addition contents.

Orientador : José Manoel dos Reis Neto / Co-orientador : Luiz Alberto Fernandes / Co-orientador : Sidnei Pires Rostirolla / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: Apesar da grande utilidade do calcário e das grandes reservas que o Estado possui deste bem mineral, ele é explorado preferencialmente para aplicações que possuem baixo valor agregado. No Paraná, as rochas calcárias de idade Mesoproterozóica existentes na região metropolitana de Curitiba são as rochas mais importantes em distribuição geográfica quanto ao aproveitamento econômico. O presente trabalho consistiu na verificação e discussão dos principais critérios de exploração utilizados pelas empresas de mineração na Formação Capiru, seqüências litológicas Morro Grande e Rio Branco na região de Morro Grande, no limite entre os municípios de Colombo e Rio Branco do Sul, através do estudo e compreensão das formas de lavra e pesquisa adotados pelas empresas de mineração, e assim contribuir para uma melhor utilização desse calcário e com isso elevar o grau de conhecimento prospeccional, visto que o desconhecimento das reservas e qualidades da matéria-prima é a causa imediata da falta de investimentos estratégicos no setor. Os principais litotipos na área de estudo são: metadolomitos, filitos e quarzitos representativos de uma seqüência plataformal carbonática e metamorfisados em baixo grau. A área estudada apresenta-se polideformada, sendo que as diversas fases deformacionais podem se relacionadas a três principais eventos de deformação. Neste trabalho foram analisados critérios de exploração relacionados aos sistemas deposicionais, que mostraram a preferência das grandes empresas de mineração pela Seqüência Litológica Morro Grande (SLMG), embora represente uma estreita faixa metadolomítica em relação a Seqüência Litológica Rio Branco (SLRB). De acordo com as principais características, a Seqüência Litológica Morro Grande é representativa de zona de supramaré, com metadolomitos de granulação fina, intercalações de níveis cinza-claro e cinza-escuro, presença de estruturas estromatolíticas e camadas com grandes espessuras, enquanto a Seqüência Litológica Rio Branco apresenta metadolomitos de granulação fina a média, estratificação cruzada e camadas pouco espessas, representativa de zona de inframaré. A partir da elaboração de colunas litoestratigráficas, pôde-se determinar as características de cada litotipo e a possível relação entre eles do ponto de vista de exploração. A utilizaçao da análise petrográfica e colorimétrica foram igualmente eficientes, pois permitiram distinguir as seqüências litológicas pela sua granulação, texturas, % de insolúveis e a distinção entre calcita e dolomita em secões delgadas. Através da análise química, pôde-se determinar os litotipos com maiores teores de insolúveis, visto que estes prejudicam a qualidade do material explotado, e, desta forma selecionar os níveis mais indicados do ponto de vista econômico A partir da gamaespectrometria terrestre, pôde-se separar as duas seqüências litológicas e as possíveis zonas de falhas, através dos diferentes padrões de assinaturas dos radioelementos potássio (K), urânio (U), tório (Th) e contagem total (CT). Os aspectos geológicos-geomorfológicos, através da elaboração do mapa clinográfico indicaram que as faixas com as mais elevadas cotas altimétricas (correspondentes aos litotipos da SLMG) apresentam também as encostas com maiores declividades e menores espessuras de tálus, sendo a seqüência litológica com maior concentração de pedreiras em temos de volume e material explotado. Já a análise dos dados estruturais permitiu determinar que a Sinforme de Morro Grande teve uma influência importante para a exploração, pois este grande dobramento criou maior inclinação das camadas e elevou-as tornando-as mais expostas, apesar de não existir um controle quanto as alturas das bancadas. / Abstract: In spite of the great usefulness of the limestone and of the great reserves that the state possesses of this mineral, it is explored preferential for applications that it possesses low joined value. In Paraná, the existent calcareous rocks of Mesoproterozoic age in the metropolitan area of Curitiba are the most important rocks in geographical distribution as for the economical use. The present research consisted in the verification of the main exploration criteria used by the mining companies in the Capiru Formation, litologic sequences Morro Grande and Rio Branco in the area of Morro Grande, in the limit between the municipal districts of Colombo and Rio Branco do Sul, through the study and understanding in the plowing ways and research adopted by the mining companies, and thus to contribute for a better use of that limestone and with that to elevate the degree of prospeccional knowledge, because the lack of knowledge the reserves and qualities of the raw material are the immediate cause of the lack of strategic investments in the section. The main lithotypes in the study area are: metadolomites, phyllites and representative quartzites of a carbonate platform sequence that suffered low degree metamorphism. The area presents complex deformation and the several phases can be related to three main deformation events. In this paper exploration criteria related to the deposicional systems were analyzed, that showed the preference of the great mining companies for the although it represents a narrow metadolomitic strip in relation to Rio Branco Litologic Sequence. According the main characteristics Morro Grande Litologic Sequence is representative of supratidal zone, with metadolomites of fine granulation, alternating leveis of clear-gray and dark-gray, presence of stromatolitic structures and layers with great thickness while Rio Branco Litologic Seqüence presents metadolomites of fine granulation the average, crossed bedding and thinner layers, representative of infratidal zone. Through the elaboration of litostratigraphic columns , it could be determined that the caracteristics of each lithotype could be determined and the possible relation among the lithotypes from the exploration point of view. The use of the petrographic and colorimetric analysis were equally efficient, because they allowed to distinguish the litologic sequences for it granulation, textures,% of insoluble and the distinction between calcite and dolomite in thin sections. Through the Chemical analysis, it could be determined the lithotypes higher concentration tenors of insoluble, because these harm the quality of the exploited material, and, this way to select the most suitable leveis from the economical point of view. Starting from the terrestrial gammaspectrometry, it could separate the two litologic sequences and the possible faults zones, through the different patterns of signatures of the radionuclide potassium (K), uranium (U), thorium (Th) and total counting (TC). The geological-geomorphologic aspects, through the elaboration of the clinografic map they indicated that the strips with the highest altimetric quotas (corresponding to the lithotypes of Morro Grande Litologic Sequence) also present the hillsides with larger steepness and smaller talus width, being the litologic sequence with larger concentration of quarries in terms of volume and exploited material. Already the analysis of the structural data has allowed to determine that Morro Grande Synform had an important influence for the exploration, because this great folding created larger inclination of the layers and it elevated them, turning them more exposed, altough there is no control in the bench heights. Thus it is concluded that although most quarries are explored without obeying technical-scientific criteria, still their location are considered adequate according to the geological criteria established in this research.

Resumo: Considerando a interdependência existente entre o crescimento da parte aérea e das raízes para a produção das culturas, há necessidade de se aprofundar e ampliar os conhecimentos a respeito dos efeitos da calagem superficial no sistema plantio direto. O objetivo desse trabalho foi avaliar o crescimento radicular, a nutrição mineral e a produção de grãos de milho (Zea mays L.), em função da aplicação de doses de calcário na superfície em sistema plantio direto. O experimento foi realizado em um Latossolo Vermelho distrófico textura muito argilosa, manejado há seis anos no sistema plantio direto, em Tibagi (PR). Os tratamentos, aplicados em parcelas de 44,8 m2, foram dispostos em blocos completos ao acaso com quatro repetições e constaram da aplicação de quatro doses de calcário dolomítico na superfície: 0, 1, 2 e 3 t ha'1 (PRNT = 100%), calculadas de acordo com o método da elevação de saturação por bases do solo a 70% (0, l/3v70%, 2/3v7o% e v70o/o). O calcário foi aplicado em maio de 1998, a lanço, na superfície do solo. Após 22 meses da aplicação de calcário na superfície, o pH, os teores de Ca e Mg e a saturação por bases aumentaram, enquanto que os teores de H+Al e de Al trocável no solo foram reduzidos na camada de 0-10 cm. Não foi observado efeito de calagem nos atributos químicos do solo na camada de 10-20 cm, mas houve redução do Al trocável e aumento do Ca trocável, na camada de solo de 20-40 cm, com a aplicação de doses de calcário. A aplicação superficial de calcário não alterou os teores de micronutrientes catiônicos em nenhuma das profundidades avaliadas. A calagem superficial proporcionou diminuição no raio médio das raízes, tanto na linha de semeadura (0-10 cm, 10-20 cm e 20-40 cm), como nas entrelinhas (0-10 cm). Quanto à densidade de raízes, somente na profundidade de 10-20cm e nas entrelinhas, houve efeito positivo da calagem. Considerando o crescimento radicular do milho até a profundidade de 40 cm, independentemente da calagem, cerca de 60% das raízes medidas pelo comprimento, foram encontradas na camada superficial do solo (0-10 cm), e 40% nas camadas mais profundas (10-40 cm). A maior concentração de raízes ocorreu na linha de semeadura em comparação com as entrelinhas, sendo, respectivamente, na ordem de 67% e 33% na camada de 0-10 cm, e de 60% e 40% para a camada de 10-40 cm. A aplicação de doses de calcário na superfície aumentou os teores de Mg e S das folhas e a extração de P, Ca, Mg e S pela parte aérea do milho. Os teores foliares e a absorção de micro nutrientes catiônicos (Cu, Fe, Mn, Zn) não foram influenciados pelas doses de calcário aplicados. A produção de matéria seca e de grãos de milho não foram alteradas pela calagem em solo ácido, com alto teor de matéria orgânica e teores adequados de Ca, Mg, K e P.

Orientador: José Manoel dos Reis Neto / Co-orientadores: Luiz Alberto Fernandes, Sidnei Pires Rostirolla / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A região de Morro Azul é historicamente conhecida pela explotação de rochas metacalcárias, visando o fabrico da cal e produção de corretivo agrícola. Está localizada a noroeste da cidade de Almirante Tamandaré - PR, possuindo uma grande concentração de frentes de lavra. Mais de 30 empresas lavram hoje o metadolomito na Região, mas essas empresas que atuam na área conhecem, no máximo, as suas frentes de lavra atuais. Isto faz com que hoje tenhamos no Paraná, embora de forma mecanizada, uma lavra de subsistência, pois o desconhecimento geológico dos materiais extraídos impossibilita a implantação de qualquer estratégia de aproveitamento, tanto do ponto-de-vista mercadológico quanto social. O presente estudo teve como objetivo caracterizar os critérios estratigráficos e petroquímicos dessas rochas para que, posteriormente, esses critérios fossem aplicados em outras regiões. A validação empírica foi a meta presente durante todo trabalho, pois o conhecimento dos mineradores é relevante para que se faça uma geologia aplicada. O principal litotipo carbonático aflorante na região é o metadolomito, metamorfísado em baixo grau, com idade deposicional Meso a Neoproterozóica. Essas rochas são representativas de uma seqüência plataformal carbonática, atribuídas às unidades litológicas Morro Grande e Rio Branco, da Formação Capirú, Grupo Açungui. O método de análise faciológica na interpretação de ambientes de sedimentação de unidades fanerozóicas foi aplicado em exposições dessas rochas. Para tal foram empregados critérios de observação, descrição, amostragem, levantamento de seções colunares, petrografia e análises químicas de rochas. As fácies foram individualizadas pela geometria, constituição litológica, texturas, estruturas sedimentares deposicionais e biogênicas e a interpretação integrada dessas análises. Os resultados evidenciaram um guia prospectivo de valor para a região. Níveis sotopostos às fácies resultantes de dissolução cárstica (grutas e cavernas) e ausência de estruturas estromatolíticas (esteiras algais) são os mais promissores para a exploração do bem mineral. A região estudada apresenta-se polideformada, sendo que as diversas fases de deformação podem ser relacionadas a três principais sistemas de deformação. Há heterogeneidade nesta deformação, pois se encontram faixas incipientemente deformadas, onde podem ser observadas abundantes estruturas sedimentares. Para a classificação da rocha e identificação dos teores de CaO e MgO, foram utilizados os resultados de análises químicas e colorimetria de carbonatos em lâminas delgadas. Desta forma, a rocha explotada foi classificada como metadolomito destacando como característica fundamental suá homogeneidade composicional em níveis distintos. A qualidade do metadolomito da região de Morro Azul, e sua variação composicional não decorrem somente da faixa de metadolomito lavrada, mas também do nível estratigráfico explotado. Isto explica a seleção, por parte dos mineradores, de níveis preferenciais para exploração em detrimento de outros que acabam sendo abandonados e suas frentes de lavra desativadas. O principal resultado deste trabalho, foi a identificação de um guia prospectivo onde, através deste, é possível caracterizar os níveis próprios para explotação. Na região de Morro Azul, a exemplo de todo estado do Paraná, a explotação do metadolomito ainda se restringe aos usos mais tradicionais, tais como a produção de cal e corretivo agrícola. Além destes usos, essa rocha é fonte de matéria-prima para diversas outras aplicações. O desconhecimento das reservas, critérios de exploração e qualidades da matéria-prima são a causa contígua da deficiência de investimentos estratégicos no âmbito, cujo lance de crescimento tem sido refreado nos últimos anos. / Abstract: The region of Morro Azul, northwest o f Almirante Tamandare city - PR, is known by the exploitation o f metacalcareos rocks, for the manufacture o f the whitewash and production o f agricultural corrective. It possesses a great concentration o f mine fronts. More than 30 companies are exploiting the metadolomite in the region, but their current plowing fronts is all they know in terms o f Geology. Therefore, lime exploitation in Parana, although automated, is carried out as a subsistence plowing. The lack o f geolo^cal knowledge about the extracted material renders it impossible to stablish any stategic plan, be it of social or market character. The objective o f the present study is to determine stratigraphic and petrochemical criteria for those rocks so that, they can be applied to other areas. The empirical validation was a constant goal all along the research, because the miner knowledge is relevant for the geology to be applied. The main outcroping limestone lithotype in the area is the low grade metadolomite, with Meso to Neoproterozoic age. These rocks are representative of a platfonnal carbonatic sequence, associated with the Morro Grande and Rio Branco geological units o f the Capiru Formation - A9ungui Group. The faciological analysis method applied to the interpretation o f phanerozoic units sedimentation ambient was used in the outcrops. Observation, description, sampling, drawing o f collumnar sections, petro^aphical and chemical rock analyses were used. Te facies were individualized by the geometry, lithologic association, texture, sedimentary structures and the integrated interpretation o f all these. As a result o f this analysis, a valuable prospective guide fo rth e area was determined. Layers underlying the karst facies, characterized by dissolution grottos and caves and die absence o f stromatolitic structures (algal mats) are the most promising exploration targets. The area exhibits a complex deformation and the several phases can be related to three main deformation systems. The deformation is not homogeneous, showing up strips where it is veiy subtle, containing abundant sedimentary structures. For the rock classification and identification of the CaO and MgO grades, the results of chemical analyses and carbonate colorimetry on thin sections were analysed. From these analyses, the rock being exploited was classified as metadolomite and its compositional homogeneity in different levels was highlighted as fundamental characteristic. The ore quality in the region of Morro Azul and its compositional variation are not only related to the strip of metadolomite being exploited but also to the stratigraphic position. This explains the selection done by the miners, preffering certain levels for exploration, while others are abandoned or have their exploitation descontinued. The main result of this work was the determination of a prospective guide which allows for the identification of exploitable levels. In the Morro Azul area, as in the whole Parana, the metadolomite is still exploited for the most traditional uses, such as die production of whitewash and agricultural corrective. Besides these uses, this rock can be used for several other applications. The lack of knowledge on die reserves, exploration criteria and quality of the raw material are the immediate cause of the lack of strategic investments in the section, whose growth has been repressed in the last years.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T20:18:15Z : No. of bitstreams: 1 borges_bmmn_me_jabo.pdf: 294740 bytes, checksum: aa89f904a1201e91b8e3415febff98f6 (MD5) / O sistema de colheita da cana-de-açúcar sem despalha a fogo acumula palha na superfície do solo e pode alterar o manejo do nitrogênio na cultura, especialmente com uso do silício. Objetivou-se avaliar os efeitos da aplicação de nitrogênio em cobertura associado ao silicato e calcário nas propriedades químicas do solo, no estado nutricional e na produção da soqueira de cana-de-açúcar. O experimento foi desenvolvido na segunda soqueira de cana-de-açúcar com colheita sem despalha a fogo, cultivada em Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos foram constituídos de doses de nitrogênio 0; 40; 80; 120 e 160 kg ha-1 na forma de ureia, e duas fontes de materiais corretivos, silicato de cálcio e magnésio (presença de Si) e calcário (ausência de Si). Foram avaliados os efeitos dos tratamentos nos atributos químicos do solo, no desenvolvimento, produção de massa seca, nutrição, produtividade e na qualidade tecnológica da segunda soqueira. O uso do nitrogênio associado aos corretivos não afetou a fertilidade do solo, entretanto, o uso do silicato aumentou o teor de Si do solo aos 12 meses após a brotação da cana-de-açúcar. As variáveis de desenvolvimento não foram afetadas pela aplicação dos tratamentos, exceto número de colmos na época da colheita, apresentando aumento na presença do silício. As doses de N e os corretivos não afetaram o estado nutricional da cultura, porém influenciaram o acúmulo de N e Si na planta. As doses de N, independentemente do uso do silicato, aumentaram a produtividade da soqueira da cana-de-açúcar, todavia, não afetaram a qualidade tecnológica / The sugarcane harvest system without burning accumulates trash at the soil surface and can modify the culture nitrogen management especially with silicon application. The objective was to evaluate the effects of the nitrogen application associated to the silicate and to lime at the nutritional status, yield and the soil chemical properties at the second sugarcane ratoon. The experiment was carried out at the second sugarcane ratoon harvested without burning the trash, cultivated in an Oxisol. The treatments were constitute of nitrogen rates 0; 40; 80; 120 and 160 kg ha-1, urea, and two sources of corrective materials, calcium and magnesium silicate (presence of Si) and lime (absence of Si). Were evaluated the treatment effects at the soil chemistry attributes, sugarcane development, dry matter plant nutrition, productivity and yield, and the technological quality of the second sugarcane ratoon. The use of nitrogen associated to the use of silicate and lime did not affect the soil fertility, however, the use of silicate increased the soil silicon content 12 months after sugarcane sprouting. The development variables were not affect by the application of the treatments, except for number of culms at the harvesting period, showing increase at silicon presence. The N rates and the correctives did not affect the culture nutritional status, yet they affected the N and Si accumulation in the plant. The N rates independently of the use of silicate increased the sugarcane ratoon yield, though, did not affect the technological quality

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1969254 bytes, checksum: 19d302e3240e4d97656615d1561f4d44 (MD5) Previous issue date: 2009-12-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sulfides exposition to atmosphere promotes its oxidation resulting in acid drainage and mobilization of heavy metals and metalloids in water. Arsenic (As) mobilization can be a serious problem due to anthropogenic activities in the presence of sulfide minerals such as arsenopyrite (FeAsS). The use of limestone gravel is a common practice to neutralize the acid drainage. In this process, mobilization of metals and metaloids is decreased by precipitation, co-precipitation or adsorption onto recently precipitated Fe oxides. In this work, the efficiency of limestone filters for As remotion from water and neutralization of acid drainage was evaluated under field conditions. Arsenic stability in sediments next to a gold exploitation area was evaluated by sequential extraction chemical analyzes. The efficiency of horizontal filters prototypes, containing soil materials combined with limestone, for acidity neutralization and As remotion from acid solutions, was also evaluated in laboratory. Water and sediment samples were collected from creeks in area close to a gold mineralization. Water samples were collected during wet and dry seasons, while sediments were collected only during the wet season. Measurements of pH, Eh, electric conductivity (EC), dissolved oxygen and temperature were registered immediately after water sampling and As concentrations were determined in laboratory. In sediment samples, it was determined texture, particle density, remaining As, organic carbon (OC); As, Al, Ca, Mg and P contents extracted by Mehlich-3, pH in water, potential acidity, As sequential extractions and total contents of As and Fe. In order to evaluate the prototypes, in laboratory, acid solutionswith approximately 58 mg L-1 As were applied throughout PVC modules filled with Laterite (LAT), an Oxisoil (SOLO), a 3:1 mixture of SOLO and organic waste (SOLO+RO), and with limestone gravel (BRITA). Twelve filtration cycles, totalizing applications of 6.2, 67.21, 99.74, 20.22, 10.13 g As, Fe, S, Mg and Ca per filter, respectively, were performed. The residence time of the solution in the filters, as well as pH, CE, acidity and As, Fe, S, Mg and Ca contents in the input and output solutions were monitored. In the field, contents of As in water samples were low, except in two points which presented values above 100 ug L-1. There was not a consistent behavior for As in water samples respective to the collection time, but it could be observed a trend to decrease As concentrations during dry season. In general, As content in sediments was related to the organic matter content. It was observed that sediments and limestone filters play an important role in As mobility in water streams affected by acid drainage. Arsenic was mainly associated to stable fractions of the sediments, with a mean of 58% of the As linked to Fe oxides and residual fractions, which present practically null mobility. In the laboratory, prototypes of limestone gravel filters removed approximately 26 and 23% of the As and Fe applied, respectively. There was no significant sulfate removing or pH alteration in the filtered solutions for all prototypes. However, significant levels of the total acidity neutralization were observed, directly related to the residence time. Prototypes with SOLO+RO presented the highest residence times. The use of soil containing filters associated to limestone filters removed 2.6 and 2.45 times the As and Fe, respectively, removed by the limestone filter. The prototype LAT/BRITA/SOLO presented highest As removal capacity, around 70% of the applied As, and the highest As removal rate, by 1.2 mg min-¹, among soil containing filters. However, the residence time was higher to the filters containing soil materials than to the limestone filters. This can be a disadvantage to the use of soil filters. Notwithstanding, the use of soil materials combined with limestone can be an important strategy to increase the safety of the systems for As removal and acid drainage neutralization during rainy season. / A exposição dos sulfetos ao ar atmosférico promove a sua oxidação, o que pode resultar na acidificação de águas de drenagem e a mobilização de metais pesados e de metalóides. A mobilização de arsênio (As) pode ser um sério problema decorrente de atividades antropogênicas, na presença de minerais sulfetados, como a arsenopirita (FeAsS). O uso de britas de calcário é uma prática bastante utilizada para neutralizar a drenagem ácida. Neste processo ocorre a limitação da mobilização de metais por precipitação, co-precipitação e adsorção em óxidos de Fe recentemente precipitados. O presente trabalho avaliou a eficiência de filtros de brita calcária na remoção de As; e a neutralização da drenagem ácida, em condições de campo. Também foi avaliada a estabilidade do As em sedimentos próximos a área de exploração de ouro, por meio análises químicas de extrações seqüenciais. Paralelamente, foi avaliada a eficiência de protótipos de filtros horizontais contendo materiais de solo em conjunto com filtros de brita calcária na neutralização da acidez e remoção de As de solução ácida, em laboratório. Em condições de campo, foram coletadas amostras de água e de sedimentos em córregos de áreas próximas a mineralização de ouro. As amostras de água foram coletadas nos períodos chuvoso e seco, ao passo que os sedimentos foram coletados apenas no período chuvoso. Foram determinados pH, Eh, condutividade elétrica (CE), oxigênio dissolvido e temperatura das amostras de água, imediatamente após a coleta e em laboratório foram determinadas as concentrações de As . Nos sedimentos foram determinados a textura, a densidade de partícula, o pH em água, a acidez potencial, o As-remanescente, o carbono orgânico (CO), os teores de As, Al, Ca, Mg e P extraídos por Mehlich-3, extrações seqüenciais de As, e os teores totais de As e Fe. Para avaliação dos protótipos, em laboratório, foram aplicadas soluções ácidas com aproximadamente 58 mg.L-1 de As através de módulos de PVC preenchidos com laterita (LAT), com Latossolo Vermelho-Amarelo (SOLO), com uma mistura do SOLO e um resíduo orgânico, na proporção 3:1 (SOLO+RO), e com brita calcária (BRITA). Foram realizados 12 ciclos de filtração, totalizando uma aplicação de 6,2; 67,2; 99,7; 20,2; 10,1 g de As, Fe, S, Mg e Ca por filtro, respectivamente. Foram monitorados o tempo de residência da solução nos filtros e os valores de pH, CE, acidez e teores de As, Fe, S, Mg e Ca nas soluções de entrada e saída dos filtros. Em condições de campo, as concentrações de As nas águas foram baixas, com exceção de dois pontos que apresentaram valores acima de 100 ug L-¹. Não se observou um comportamento consistente do As nas águas em relação às épocas de coleta, mas houve uma tendência de diminuição nas concentrações de As no período seco. De modo geral,o teor de As nos sedimentos apresentou certa relação com o teor de matéria orgânica. Verificou-se que os sedimentos e os filtros de brita calcária desempenham importante função no controle da mobilidade do As em cursos d água afetados por drenagem ácida. Nos sedimentos, o As está associado a frações mais estáveis, em média 58 % do total ligado a óxidos de Fe e à fração residual, de mobilidade praticamente nula. Em laboratório, os protótipos dos filtros de brita calcária retiveram aproximadamente 26 e 23 % do As e Fe aplicados, respectivamente. Não houve remoção significativa de sulfatos ou alteração significativa do pH nas soluções filtradas para todos os protótipos de filtros. No entanto, foram observados níveis significativos de neutralização da acidez total na solução filtrada, diretamente relacionados com os tempos de residência. Os protótipos com SOLO+RO apresentaram os maiores tempos de residência. O uso de filtros contendo solo associados a filtros de brita calcária promoveu retenções de até 2,6 e 2,45 vezes mais As e Fe, respectivamente, em relação aos filtros de brita apenas. O protótipo de composição LAT/BRITA/SOLO apresentou maior capacidade de remoção, cerca de 70 % do As aplicado, e maior taxa de remoção de As, cerca de 1,2 mg min-¹. No entanto, o tempo de residência dos protótipos com materiais de solo foi acentuadamente superior aos de brita calcária, o que pode ser uma desvantagem para seu emprego. Não obstante, o uso de materiais de solo em conjunto com brita calcária pode ser uma estratégia importante nos períodos de chuva para aumentar a segurança do sistema de remoção do As e neutralização da acidez das águas de drenagem.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 550077 bytes, checksum: f5c2d981fcacf44f5b8f0151a87623d3 (MD5) Previous issue date: 2006-07-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / With the objective of evaluating the vertical mobility of Ca in response to the incorporation as NO3-, SO4 2-, SiO3 2-, and CO3 2- in two Latosols of contrasting texture, after application of irrigation depths, a laboratory trial was conducted using soil columns. The treatments corresponded to a 2 (1 + 7) factorial design involving two Latosols of Minas Gerais (Yellow Latosol and Red Latosol), one control (application of deionized water) and seven stoichiometrically equal Ca sources: Ca(NO3)2.4H2O, CaSO4.2H2O, CaSiO3, CaCO3, ½ CaSO4.2H2O + ½ CaSiO3, ½ CaSO4.2H2O + ½ CaCO3, and ½ CaSiO3 + ½ CaCO3. Each experimental unit was represented by a soil column of 2.4 dm3, placed in a recipient that consisted of ten assembled 7 cm high PVC rings. The Ca source, as very fine particles, was uniformly incorporated into the soil contained in the three superior rings. The Ca doses were equivalent to 3.9 and 7.0 t/ha of CaCO3 for the Yellow Latosol and Red Latosol, respectively. Enough deionized water was then applied to attain the maximal water-holding capacity in equilibrium with the force of gravity, and the soil columns incubated for 7 d. Thereafter, five depths of deionized water of 50 mm each were applied every 6 d and the leachate collected. The leachates and the soil contained in each ring were analyzed. Results allowed the ranking of the Ca movement in the soil profile in response to the anion as follows: NO3- >> SO4 2- >> CO3 2- > SiO3 2- The magnitude of Ca mobility depended on the soil texture composition and was greater in the Yellow Latosol (medium texture) than the Red Latosol (very clayey). The differentiated mobility was further associated to the higher water solubility of Ca(NO3)2.4H2O, followed by CaSO4.2H2O and to the formation of the ionic pair CaHCO3+. Moreover, CaCO3 and CaSiO3, in decreasing order, corrected the soil acidity in the application layer. After the application of the 250 mm of deionized water, CaCO3 movement was observed in the columns, presenting a response of correction of the soil acidity down to 7 cm beneath the application layer. CaSO4.2H2O reduced the soil pH little and provoked the displacement of aluminum in solution, as indicated by the presence of this cation in the leachate. Of the analyzed mixtures, the one composed of CaCO3 and CaSO4.2H2O was the most appropriate to correct the harmful effects of soil acidity in depth. / Com a finalidade de avaliar a mobilidade vertical do Ca em resposta à incorporação como NO3-, SO4 2-, SiO3 2- e CO3 2- em dois Latossolos, de textura contrastante, após aplicação de lâminas de lixiviação, realizou-se um ensaio em laboratório, utilizando colunas de solos. Os tratamentos corresponderam a um fatorial 2 (1 + 7), sendo dois Latossolos de Minas Gerais (Latossolo Amarelo e Latossolo Vermelho), uma testemunha (aplicação de água deionizada) e sete fontes estequiometricamente iguais em Ca: Ca(NO3)2.4H2O, CaSO4.2H2O, CaSiO3, CaCO3, ½ CaSO4.2H2O + ½ CaSiO3, ½ CaSO4.2H2O + ½ CaCO3 e ½ CaSiO3 + ½ CaCO3. Cada unidade experimental foi constituída de uma coluna de solo de 2,4 dm3, acondicionada em um recipiente composto pela justaposição de dez anéis de PVC de 7 cm de altura. A fonte de Ca, como partículas de granulometria muito fina, foi uniformemente incorporada no solo contido nos três anéis superiores. As doses de Ca foram equivalentes a 3,9 e 7,0 t/ha de CaCO3 para o Latossolo Amarelo e o Latossolo Vermelho, respectivamente. Aplicou-se logo água deionizada, em volume suficiente para atingir a máxima retenção em equilíbrio com a força gravitacional, permanecendo as colunas de solo incubadas por 7 d. Posteriormente, aplicaram-se cinco lâminas de água deionizada de 50 mm cada uma, com intervalos de 6 d entre elas, recolhendo-se os lixiviados. Analisaram-se os lixiviados e o solo contido em cada anel. Os resultados permitem concluir que a movimentação do Ca no perfil de solo seguiu esta ordem, em resposta ao ânion acompanhante: NO3- >> SO4 2- >> CO3 2- > SiO3 2- A magnitude da mobilidade do Ca dependeu da composição textural do solo, sendo maior no Latossolo Amarelo (textura média), comparativamente ao Latossolo Vermelho (muito argiloso). Essa mobilidade diferenciada também foi associada à maior solubilidade em água do Ca(NO3)2.4H2O, seguida do CaSO4.2H2O, e à formação do par iônico CaHCO3+. Em acréscimo, o CaCO3 e o CaSiO3, em ordem decrescente, corrigiram a acidez do solo na camada de aplicação. Após aplicação dos 250 mm de água deionizada, o CaCO3 evidenciou movimentação nas colunas, apresentando resposta como corretivo da acidez do solo até 7 cm além da camada de aplicação. O CaSO4.2H2O diminuiu pouco o pH do solo e provocou o deslocamento do alumínio em solução, como comprovado pela presença deste cátion no lixiviado. Das misturas pesquisadas, a integrada por CaCO3 e CaSO4.2H2O foi a mais apropriada para corrigir os efeitos prejudiciais da acidez do solo em profundidade.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV15DA023.pdf: 1575655 bytes, checksum: 05db7fa7e5e2533873a4d8f65edd9e87 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / The aim of this work was to evalute herbage production of a natural grasslands submitted to limestone and phosphorus levels, applied superficially, without introducing species (Chapter 1) and overseeded with temperate climate species (Chapter 2). The experiment was conducted from January 2010 to December 2013. In Chapter 1 liming was applied in quantities of 0.0; 7.2 and 14.4 t ha-1; and phosphorus as triple superphosfate, at levels of 0; 35; 70 and 140 kg ha-1 P2O5. The experimental design was a randomized block design in a split plot arrangement with 3 repetitions, with limestone levels distributed in the main plots and P in the subplots. There was no significant interaction between the limestone and phosphate treatments in both studies. The elevation of limestone increased forage production only from the 3rd year, a linear response, with maximum value of 1182.3 kg DM ha-1, with 14.4 t ha-1 lime, and quadratic in 4th year, with 2316.1 kg DM ha-1, with 7.2 t ha-1 of lime. There was statistical difference at P applications from the 2nd year, with the greatest production obtained in the 4th year, with 140 kg P2O5 ha-1 producing 2232.8 kg DM ha-1. Limestone promoted changes up to 10cm of soli layer. Of 0-5cm, 14.4 t ha-1, increased pH from 4.77 to 6.45, Al decreased from 2.51 to 0.0 cmolc kg-1 and base saturation (V%) increased from 31.34 to 84.17%. With the P levels changes occured mainly up to 5cm. Chapter 2: limestone in 3.6; 7.2; 11.0 and 14.4 t ha-1; and P in doses of 35; 70; 105 and 140 kg P2O5 ha-1, and overseeded species of cold season the maximum production was of 3932.2 kg DM ha-1 in the 2nd year with a dose of 11 t of limestone. The red clover responded better to this limestone application on levels 7-11 t ha-1. Phosphorus significantly increased herbage production in four years. Forage production reached the ceiling in the 2nd year, 4419.4 kg DM ha-1 with 140 kg P2O5 ha-1. The red clover was established and persisted better than the other species with increasing levels of limestone and limestone and P. The P, mainly concentrated their effects up to 5cm of soil layer. A 14.4 tonnes of applied lime the pH reached 6.04, Al 0.03 kg cmolc V-1 and 74.56% at%. At the same soil layer 140 kg ha-1 P2O5, P increased to 12.08 mg kg-1. Lime application of 25% (7.2 t ha-1) of the recommended dose, associated with phosphorus dose of 50% of the recommendation (70 kg P2O5 ha-1), potentiate the production of forage on native pasture with a predominance of Schizachirium tenerum. The application of 1/8 dose (3.6 t ha-1) of the lime requirement allows the establishment and persistence of legumes introduced in native grass; 1/8 (3.6 t ha-1) of the official recommendation of the dose associated with limestone phosphorus increasing doses increase linearly forage production. This enhancement is due primarily to the effect of P in the production increase of introduced legumes / Avaliou-se a produção de um campo nativo submetido a níveis de calcário e fósforo, aplicados superficialmente, sem a introdução de espécies (Capítulo 1) e com sobressemeadura de espécies de estação fria (Capítulo 2) de janeiro/10 a dezembro/13. No Capítulo 1 a calagem foi de 0,0; 7,2 e 14,4 t ha-1; e aplicação de SFT, nosníveis de 0; 35; 70 e 140 kg de P2O5 ha-1. O delineamento experimental dos ensaios foi de blocos ao acaso com parcelas subdivididas, com 3 repetições, com níveis de calcário distribuídos na parcela principal e as doses de P nas sub-parcelas. Não houve interação significativa entre os tratamentos de calcário e fósforo nos dois estudos. A elevação das doses de calcário aumentou a produção de forragem somente a partir do 3º ano, sendo a resposta linear, com valor máximo de 1.182,3 kg MS ha-1, com 14,4 t de calcário ha-1, e quadráticano 4º ano, com 2.316,1 kg MS ha-1, com 7,2 t de calcário ha-1. Houve diferença estatísticaàs aplicações de P a partir do 2º ano, sendo a maior produção obtida no 4º ano, com 140 kg P2O5 ha-1 produzindo 2.232,8 kg MS ha-1. O calcário promoveu maiores alterações até 10cm. De 0-5cm, 14,4 t ha-1, elevou o pH de 4,77 para 6,45, o Al reduziu de 2,51 para 0,0 cmolc kg-1 e a saturação por bases (V%) aumentou de 31,34 para 84,17%. Com as doses de P,acréscimos importantes limitaram-se principalmente até 5cm. Capítulo 2: com calcário em 3,6; 7,2; 11,0 e 14,4 t ha-1; e P nas doses de 35; 70; 105 e 140 kg de P2O5 ha-1, e com sobressemeadura de espécies de estação fria, o calcário, com 11 t ha-1, teve com produção máxima 3.932,2 kg MS ha-1, no 2º ano. O trevo-vermelho respondeu melhor a este corretivo, nos níveis de 7 a 11 t ha-1. O P foi significativo à produção de forragem nos quatro anos. A forragem atingiu o teto produtivo no 2º ano, 4.419,4 kg MS ha-1 com 140 kg P2O5 ha-1. O trevo-vermelho se estabeleceu e persistiu melhor que as demais espécies com os níveis crescentes de calcário e P. O calcário e P, concentraram seus efeitos principalmente até 5cm. Com 14,4 t de calcário o pH chegou a 6,04, o Al a 0,03 cmolc kg-1 e a V% a 74,56%. Nesta camada, 140 kg P2O5 ha-1, elevou o P para 12,08 mg kg-1. Aplicação de calcário de 25% (7,2 t ha-1) da dose recomendada, associada com dose de fósforo de 50% da recomendação (70 kg P2O5 ha-1), potencializam a produção de forragem em campo natural com predomínio de Schizachirium tenerum.A aplicação de dose de 1/8 (3,6 t ha-1) da recomendação de calcário permite o estabelecimento e a persistência de leguminosas introduzidas em campo nativo; 1/8 (3,6 t ha-1) da dose da recomendação oficial de calcário associada com doses crescentes de fósforo aumentam linearmente a produção de forragem. Essa potencialização se deve, principalmente, ao efeito do P no incremento produtivo das leguminosas introduzidas

A drenagem ácida de minas (DAM) é formada quando certos minerais sulfetados são expostos a condições de oxidação. A DAM é normalmente associada com a mineração de carvão, principalmente de depósitos de rejeitos de carvão, que possuem alta concentração de pirita (FeS2). A neutralização da DAM usando materiais alcalinos, como calcário e escórias de aciaria é uma das técnicas utilizadas para remediação deste problema. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o desempenho da escória de aciaria elétrica do forno-panela na neutralização da DAM em leitos de percolação em comparação com calcário, material tradicionalmente empregado para tal fim. A metodologia de trabalho consistiu na construção de dois sistemas em escala de laboratório, um leito em canal aberto e um reator de leito empacotado. Estudos foram conduzidos para avaliar a capacidade de neutralização e a qualidade do efluente tratado, considerando os seguintes parâmetros: pH, Fe, Al, Cr, Mn, Zn, Ca, Mg, dureza, sulfatos, condutividade e efeitos toxicológicos para microcrustáceos e peixes. Adicionalmente, foram conduzidos estudos de caracterização da escória antes e após aplicação na neutralização da DAM, visando sua futura destinação. O uso de reator de leito empacotado para tratamento da DAM obteve melhores resultados do que o sistema de canal aberto. O reator evita a percolação do efluente por caminhos preferenciais, aumentando a relação volume tratado/volume de leito. Os ensaios realizados com a escória do forno-panela no reator de leito empacotado demonstraram que esse material apresenta uma alta basicidade, permitindo equalização do efluente de saída para que seja descartado na faixa neutra de pH com a remoção dos metais, enquanto com calcário a remoção dos metais foi parcial, ficando o Fe e Mn com valores acima do permitido pela legislação para o descartes de efluentes. Em ambos os casos, o efluente tratado não apresentou toxicidade. Um dos problemas identificados, para ambos os materiais, foi o recobrimento das partículas pelos hidróxidos metálicos na superfície dos materiais, que reduziu a vida útil dos sistemas e o volume de efluente tratado. O ensaio de expansibilidade demonstra que a escória do forno-panela, na sua forma original, apresenta característica expansiva. Após a neutralização do efluente, a escória apresentou expansão menor que o limite estabelecido na norma ASTM C1260, o que poderia viabilizar sua utilização como agregado na construção civil. Os estudos realizados neste trabalho permitiram concluir que o uso de escórias do forno-panela para neutralização de DAM é uma solução, no sentido de melhorar a qualidade da água em depósitos de rejeitos de carvão, possibilitando um destino para a escória de aciaria elétrica após o tratamento da DAM. / The acid mine drainage (AMD) is formed when certain sulfide minerals are exposed to oxidizing conditions. The AMD is commonly associated with coal mining, especially in coal waste deposits that contain high pyrite (FeS2) concentration. The neutralization of AMD using alkaline materials, like limestone and steel slag is one of the useful remediation techniques. The aim of this work was to study the performance of an electric steel slag of a ladle furnace in the neutralization of the AMD in a percolation bed in a comparative way with limestone, material normaly used for this purpose. The methodology of this work is based in the set up of two systems at labotatory scale, one with open channel bed and the other with bed packed reactor. The studies were directed in order to evaluate the neutralization capacity and the quality of the treated effluent, considering the following parameters: pH, Fe, Al, Cr, Mn, Zn, Ca, Mg, hardness, sulphate, conductivity, and toxicological efects to microcrustacean and fish. Addicionaly, some studies was carried out to caracterize the slag before and after application in the neutralization of the AMD, looking for a future destination. The use of the packed bed reactor for the AMD treatment showed better results than the open channels. The reactor avoids the percolation of the effluent to preferential ways, increasing the volume treated/volume of the bed ratio. The tests carried out with slag of the ladle furnace in the packed bed reactor proves that this material have great basicity allowing the equalization of the effluent output to be discharged in a neutral pH degree with metals removal, while with limestone the metals upstake is partial, remainig Fe and Mn with values above than the allowed by the legislation to effluent discharge. In both cases, the efluent didn’t show toxicity. One of the identified problems to both materials was the metalic hidroxid recovering in the surface, reducing the useful life of the system and the volume of treated effluent. The expansibility tests showed that the ladle furnace slag in the original form have expansive characterists. After the neutralization of the effluent, the slag expansion remains below of the standard border ASTM C1260, and could be possible the use as an aggregate in the civil construction. The results showed in this work allows the conclusion that the use of the ladle furnace slag for neutralization of the AMD is a possible solution to improve the water quality in coal waste deposits.