Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2018-01-30T18:05:32Z No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-31T13:06:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (bco.producao.intelectual@gmail.com) on 2018-01-31T13:06:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T13:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLGS.pdf: 2155036 bytes, checksum: 4c911a16fe73eab82ffa8f50ed502246 (MD5) Previous issue date: 2017-03-13 / Não recebi financiamento / Agriculture is a very important economic activity in Brazil, and almost all cultures are grown directly on the soil. Thus, improve the knowledge of soil behavior is fundamental for the improvement of agricultural practices potentially harmful to the environment. The acric Oxisols are highly weathered soils, present in large and important productive productive regions of Brazil, and there are few studies using surface complexation models for description of ion adsorption processes in these soils. This work aimed at verifying the adequacy of the constant capacitance model in describing the adsorption of copper, cadmium, nickel and zinc in Latosols acric. This verification was done by analysing simulation residues and comparing surface potencial simuations with the values of PESN. All cations used are plant nutrients or important trace elements with respect to environmental contamination. In this work three soils were considered,Oxisol acric (LVwf), Oxisoil acric (LAw) and Eutric Kandiudalf (NVef). Measurements of their chemical (CEC, pH, Organic carbon, etc,), mineralogical (kaolinite and gibbsite) and physical (distribution of particle size and specific surface area) properties as well as adsorption, were obtained from literature. The adsorption envelope measurements collected in the literature were generally very consistent, and the cadmium and zinc measures are more behaved distribution in relation to other cations. Capacitance constant model were performed by a iterative computer program named FITQL. The constant capacitance model proved reasonably adequate to simulate the behavior of all the cations of the study. Simulations for nickel were relatively inconsistent regarding the experimental measurements. In most cases it was not possible to make appropriate distinctions between measurements and simulations for surface and depth, between the three concentrations of supporting electrolyte. All simulations of waste presented well-defined structure, unlike that normally expected. This may occur mainly due to methodological errors or errors inherent to the model, however, examples were not found in the literature regarding the waste generated by the simulation model for a proper comparison. / No Brasil a agricultura é uma atividade econômica muito relevante, sendo que quase todas as culturas são cultivadas diretamente sobre os solos. Assim, compreender melhor o comportamento dos solos é fundamental para o aperfeiçoamento de práticas agrícolas potencialmente danosas ao ambiente. Os Latossolos ácricos são solos muito intemperizados, presentes em extensas regiões produtivas do Brasil, sendo escassos os estudos que utilizam modelos de complexação de superfície para descrição dos processos de adsorção de íons nestes solos. O objetivo do trabalho foi verificar a adequação do modelo de capacitância constante na descrição da adsorção de cátions cobre, cádmio, níquel e zinco em Latossolos ácricos. A adequação foi verificada através dos resíduos produzidos pelas simulações e através da comparação das simulações de potencial de carga superficial com os valores de ponto de efeito salino nulo (PESN). Todos os cátions utilizados são nutrientes das plantas ou elementos traço importantes com relação a contaminação do meio ambiente. Neste trabalho três solos foram considerados, Latossolo Vermelho distroférrico ácrico (LVwf), Latossolo Amarelo ácrico (LAw) e Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef). Medidas de seus atributos químicos (CTC, pH em água e em solução de KCl 0; 1 molL1, carbono orgânico etc), mineralógicos (caulinita e gibbsita) e físicos (distribuição do tamanho das partículas e superfície específica), assim como envelopes de adsorção para os cátions, foram obtidas na literatura. As medidas de envelope de adsorção coletadas na literatura foram, em geral, muito consistentes, sendo que as medidas de cádmio e zinco apresentam distribuição mais uniforme que as medidas dos demais cátions. As simulações do modelo de capacitância constante foram realizadas com um programa de computador iterativo chamado FITQL. O modelo de capacitância constante se mostrou razoavelmente adequado para simular o comportamento de todos os cátions do estudo. As simulações realizadas para o níquel foram relativamente inconsistentes em relação as medidas experimentais. Na maior parte dos casos não foi possível fazer distinções adequadas entre as medidas e as simulações realizadas para superfície e profundidade, ou entre as três concentrações do eletrólito suporte. Todos os resíduos das simulações apresentaram estrutura bem definida, ao contrário do que normalmente se espera. Isto pode ocorrer, principalmente, devido a erros metodológicos ou erros inerentes ao próprio modelo, entretanto, não foram encontrados exemplos na literatura a respeito dos resíduos das simulações geradas pelo modelo para uma comparação adequada.

Selenium (Se) is a trace element essential to the nutrition of animals. On the other hand, in a narrow concentration range, Se can cause toxicity. The presence of Se in food is related to the concentration of the element in soil. Thus, the knowledge of the Se amount and its behavior in soil are very important to the better manage the environment and to prevent toxicological problems and human deficiency. The objectives of this study were: (i) to quantify the natural content of Se in some Brazilian soils and correlates them with soil attributes; (ii) to evaluate the adsorption of selenite and selenate as a function of pH and Se concentration in tropical soils; (iii) to adjust the constant capacitance model to describe the Se adsorption in tropical soil as compared to empiric models. Se concentrations ranged from <0.08 to 1.61 mg kg-1, with a mean of 0.19 mg kg-1. Concentrations of Se in the samples collected in the superficial layers were positively correlated to cationic exchange capacity, as well as to clay, organic matter and oxide contents of the soils. In the subsurface samples, only pH and aluminum oxide content were correlated with Se concentrations. Most samples with the highest Se concentrations were derived from sedimentary parent material. Se(IV) adsorption was high for all soils, decreased with increasing pH and was strongly correlated to organic matter and Fe and Al oxides contents. On the other hand, Se(VI) adsorption was very low at pH values commonly found in agricultural soils, except for the highly weathered Rhodic Acrudox which was positively correlated with the gibbsite content. The constant capacitance model fit the Se(IV) and Se(VI) adsorption data well, and was similar to Langmuir and Freundlich empirical models. Optimizations of mono and bidentate complexation and surface protonation constant were used for the Se(IV) adsorption data. For Se(VI), optimizations for the two monodentate species were employed. / O selênio (Se) é um elemento traço essencial a nutrição animal. Por outro lado, o limiar de concentração entre suficiente e tóxico é estreito. A presença de Se nos alimentos está relacionada à sua concentração no solo. Deste modo, conhecer a quantidade e o comportamento do Se no solo é muito importante para um correto manejo ambiental, previnindo problemas toxicológicos e deficiência em humanos. Os objetivos deste estudo foram: (i) quantificar os conteúdos naturais de Se em solos brasileiros e correlacioná-los com seus atributos; (ii) avaliar a adsorção de selenito e selenato em função da variação do pH e da concentração de Se em solos tropicais; (iii) ajustar o modelo de capacitancia constante para descrever a adsorção de Se em solos tropicais comparado a modelos empíricos. As concentrações de Se variaram de <0,08 - 1,61 mg kg-1, com média de 0,19 mg kg-1. As concentrações de Se nas amostras coletadas nas camadas superficiais do solo foram positivamente correlacionadas com a capacidade de troca catiônica, bem como os teores de argila, matéria orgânica e óxidos de Fe e Al do solos. Nas amostras subsuperficiais, apenas pH e teor de óxido de alumínio foram correlacionadas com as concentrações de Se. A maioria das amostras com maiores concentrações de selênio foram provenientes de material de origem sedimentar. A adsorção de Se(IV) foi elevada para todos os solos, diminuiu com o aumento do pH e foi fortemente correlacionada com teores de matéria orgânica e de óxidos de Fe e de Al. Por outro lado, a adsorção de Se(VI) foi muito baixa em valores de pH normalmente encontrados em solos agrícolas, excepto para o Latossolo Vermelho acriférrico, que foi positivamente correlacionada com o teor de gibbsita dos solos. O modelo de capacitância constante ajustou-se bem aos resultados de adsorção Se(IV) e Se(VI), com ajuste similar aos modelos empíricos de Langmuir e de Freundlich. Para os resultados de adsorção de Se(IV) foram utilizadas otimizações das constantes de complexação mono e bidentadas e da constante de protonação de superfície. Para Se(VI), foram empregadas otimizações para as duas espécies de monodentadas.

Selenium (Se) is a trace element essential to the nutrition of animals. On the other hand, in a narrow concentration range, Se can cause toxicity. The presence of Se in food is related to the concentration of the element in soil. Thus, the knowledge of the Se amount and its behavior in soil are very important to the better manage the environment and to prevent toxicological problems and human deficiency. The objectives of this study were: (i) to quantify the natural content of Se in some Brazilian soils and correlates them with soil attributes; (ii) to evaluate the adsorption of selenite and selenate as a function of pH and Se concentration in tropical soils; (iii) to adjust the constant capacitance model to describe the Se adsorption in tropical soil as compared to empiric models. Se concentrations ranged from <0.08 to 1.61 mg kg-1, with a mean of 0.19 mg kg-1. Concentrations of Se in the samples collected in the superficial layers were positively correlated to cationic exchange capacity, as well as to clay, organic matter and oxide contents of the soils. In the subsurface samples, only pH and aluminum oxide content were correlated with Se concentrations. Most samples with the highest Se concentrations were derived from sedimentary parent material. Se(IV) adsorption was high for all soils, decreased with increasing pH and was strongly correlated to organic matter and Fe and Al oxides contents. On the other hand, Se(VI) adsorption was very low at pH values commonly found in agricultural soils, except for the highly weathered Rhodic Acrudox which was positively correlated with the gibbsite content. The constant capacitance model fit the Se(IV) and Se(VI) adsorption data well, and was similar to Langmuir and Freundlich empirical models. Optimizations of mono and bidentate complexation and surface protonation constant were used for the Se(IV) adsorption data. For Se(VI), optimizations for the two monodentate species were employed. / O selênio (Se) é um elemento traço essencial a nutrição animal. Por outro lado, o limiar de concentração entre suficiente e tóxico é estreito. A presença de Se nos alimentos está relacionada à sua concentração no solo. Deste modo, conhecer a quantidade e o comportamento do Se no solo é muito importante para um correto manejo ambiental, previnindo problemas toxicológicos e deficiência em humanos. Os objetivos deste estudo foram: (i) quantificar os conteúdos naturais de Se em solos brasileiros e correlacioná-los com seus atributos; (ii) avaliar a adsorção de selenito e selenato em função da variação do pH e da concentração de Se em solos tropicais; (iii) ajustar o modelo de capacitancia constante para descrever a adsorção de Se em solos tropicais comparado a modelos empíricos. As concentrações de Se variaram de <0,08 - 1,61 mg kg-1, com média de 0,19 mg kg-1. As concentrações de Se nas amostras coletadas nas camadas superficiais do solo foram positivamente correlacionadas com a capacidade de troca catiônica, bem como os teores de argila, matéria orgânica e óxidos de Fe e Al do solos. Nas amostras subsuperficiais, apenas pH e teor de óxido de alumínio foram correlacionadas com as concentrações de Se. A maioria das amostras com maiores concentrações de selênio foram provenientes de material de origem sedimentar. A adsorção de Se(IV) foi elevada para todos os solos, diminuiu com o aumento do pH e foi fortemente correlacionada com teores de matéria orgânica e de óxidos de Fe e de Al. Por outro lado, a adsorção de Se(VI) foi muito baixa em valores de pH normalmente encontrados em solos agrícolas, excepto para o Latossolo Vermelho acriférrico, que foi positivamente correlacionada com o teor de gibbsita dos solos. O modelo de capacitância constante ajustou-se bem aos resultados de adsorção Se(IV) e Se(VI), com ajuste similar aos modelos empíricos de Langmuir e de Freundlich. Para os resultados de adsorção de Se(IV) foram utilizadas otimizações das constantes de complexação mono e bidentadas e da constante de protonação de superfície. Para Se(VI), foram empregadas otimizações para as duas espécies de monodentadas.