Soil is a fundamental resource in the environment, its sustainable use is vital to food supply and, consequently, life continuity on the Earth. However, the currently status of this resource in the world is critical and, therefore, the need of soil recovery measures and methods to evaluate it is urgent. The aim of this study is to provide a holistic evaluation about soil architecture at different recovery states, as well as its interaction with fluid in the environment by using nonconventional methods. It was organized a tool package that allows to analyze soil physical at geometric, morphometric and energy scope, to show in a more efficient way, which physical parameters indicate the physical and environmental quality. Subsequently, this package was applied to the study of six types of managements in different stages of development by using of physical parameter derived from the package; It was also analyzed the efficiency of recovery techniques under different perspectives. In addition, the soil-water dynamic was evaluated in a particular condition by using the same tools, offering knowledge about this interaction in the environment along the time. Finally, it is expected that this work can bring new insight on preservation and recovery of this environmental resource. / O solo é um recurso fundamental no meio ambiente, seu uso sustentável é vital para prover alimentos e consequentemente a continuidade da vida na Terra. No entanto, estado atual desse recurso no mundo encontra-se em condição crítica, logo as medidas de recuperação devem ser adotadas urgentemente, consequentemente a necessidade de métodos adequados para avaliação dessas medidas. O objetivo desse estudo é proporcionar uma avaliação holística sobre a arquitetura do solo em diferentes estados de recuperação, assim como sua interação com fluido no meio ambiente utilizando métodos não convencionais. Logo, foi organizado um pacote de ferramentas que permitam analisar a física solo no âmbito de geometria, morfometria e energia, proporcionando parâmetros físicos que indicam a qualidade física e ambiental; Em seguida esse pacote foi aplicado no estudo de seis tipos de manejos com diferentes estágios de desenvolvimento, envolvendo os parâmetros físicos derivados do pacote, mostrando assim a eficiência das técnicas de recuperação sob diferentes perspectivas; Assim foi realizado também a avaliação da dinâmica da água no solo em uma situação particular utilizando as mesmas ferramentas, proporcionando conhecimentos sobre o essa interação no meio ambiente ao longo do tempo. Finalmente, espera-se com esse trabalho novos olhares sobre esse recurso precioso no meio ambiente.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The observed high sediment load in the rivers of southern Brazil is strongly related to the degradation of agricultural soils due to water erosion. Currently there is great interest in describing the erosive processes and hydrosedimentological at the catchment scale to quantify the impact of land degradation on water resources because erosion is the driving process in the nutrients and contaminants transfer into the water resources. In this context, particle size information is essential to define the processes of detachment, transport and deposition of the particles as well as the transport capacity of P and C. Considering this background, the objective of this study was to characterize the particle size distribution and the concentration of P and C in suspended sediment samples during rainfall-runoff events in the three catchments of the Rio Grande do Sul (119 ha, 800 to 1980 km2). The events were characterized by their hydrological variables and material was sampled for granulometric distribution and chemical characterization (total carbon and phosphorus fractions). The results show the particle size and the inter- and intra-event chemical characteristics. The different catchments showed sediments with important differences for understanding the impacts of agriculture on water resources as well as to its hydrosedimentological behavior. / A alta carga de sedimentos observadas nos corpos hídricos do sul do Brasil está fortemente relacionada com a degradação dos solos agrícolas devido à erosão hídrica. Atualmente há um grande interesse em descrever os processos erosivos e hidrossedimentológicos na escala da bacia para quantificar o impacto da degradação dos solos nos recursos hídricos, pois a erosão é o processo governante na transferência de nutrientes e contaminantes para os mananciais hídricos. A granulometria é característica fundamental para definir os processos de desagregação, transporte e deposição, bem como a capacidade de transporte de fósforo e carbono, sendo assim o objetivo deste trabalho foi caracterizar a distribuição granulométrica e a concentração de fósforo e carbono em amostras de sedimentos em suspensão durante eventos em três bacias hidrográficas no Rio Grande do Sul (Arroio Lajeado Ferreira = 119 ha; Rio Conceição = 800 km2; e Rio Guaporé = 1980 km2). Nos eventos foram caracterizadas as variáveis hidrológicas e coletadas amostras para a caracterização granulométrica e varáveis químicas (carbono total e frações de fósforo). Os resultados apresentam as faixas granulométricas, bem como as características químicas inter e intra-evento. As diferentes bacias apresentam sedimentos com características físicas e químicas distintas importantes para a compreensão dos impactos da agricultura sobre os recursos hídricos bem como para a sua descrição hidrossedimentológica.

Soil is a fundamental resource in the environment, its sustainable use is vital to food supply and, consequently, life continuity on the Earth. However, the currently status of this resource in the world is critical and, therefore, the need of soil recovery measures and methods to evaluate it is urgent. The aim of this study is to provide a holistic evaluation about soil architecture at different recovery states, as well as its interaction with fluid in the environment by using nonconventional methods. It was organized a tool package that allows to analyze soil physical at geometric, morphometric and energy scope, to show in a more efficient way, which physical parameters indicate the physical and environmental quality. Subsequently, this package was applied to the study of six types of managements in different stages of development by using of physical parameter derived from the package; It was also analyzed the efficiency of recovery techniques under different perspectives. In addition, the soil-water dynamic was evaluated in a particular condition by using the same tools, offering knowledge about this interaction in the environment along the time. Finally, it is expected that this work can bring new insight on preservation and recovery of this environmental resource. / O solo é um recurso fundamental no meio ambiente, seu uso sustentável é vital para prover alimentos e consequentemente a continuidade da vida na Terra. No entanto, estado atual desse recurso no mundo encontra-se em condição crítica, logo as medidas de recuperação devem ser adotadas urgentemente, consequentemente a necessidade de métodos adequados para avaliação dessas medidas. O objetivo desse estudo é proporcionar uma avaliação holística sobre a arquitetura do solo em diferentes estados de recuperação, assim como sua interação com fluido no meio ambiente utilizando métodos não convencionais. Logo, foi organizado um pacote de ferramentas que permitam analisar a física solo no âmbito de geometria, morfometria e energia, proporcionando parâmetros físicos que indicam a qualidade física e ambiental; Em seguida esse pacote foi aplicado no estudo de seis tipos de manejos com diferentes estágios de desenvolvimento, envolvendo os parâmetros físicos derivados do pacote, mostrando assim a eficiência das técnicas de recuperação sob diferentes perspectivas; Assim foi realizado também a avaliação da dinâmica da água no solo em uma situação particular utilizando as mesmas ferramentas, proporcionando conhecimentos sobre o essa interação no meio ambiente ao longo do tempo. Finalmente, espera-se com esse trabalho novos olhares sobre esse recurso precioso no meio ambiente.

The dissertation is devoted to the study of the properties of diatomite of the Ilyinsky Deposit for the purpose use it in the production of heat-insulating mixtures (HIM). These mixtures are used to reduce heat losses from the metal surface during casting. The technology of production of a heat-insulating mixture on the basis of Ilyinsky diatomite is developed. Efficiency of its application is shown. / Исследование посвящено изучению свойств диатомита Ильинского месторождения с целью применения его в производстве теплоизолирующих смесей. Эти смеси применяют для снижение тепловых потерь с поверхности металла при его разливке. Разработана технология производства теплоизолирующей смеси на основе ильинского диатомита и показана эффективность его применения.

When specimens of different sands are produced using the same preparation method and sheared under the same conditions (consolidation stress, loading, etc.), while simultaneously keeping the drainage closed, the resulting tendencies of these sands regarding the PWP build-up will be different. This research paper presents a simplified cyclic shear test, which is used to evaluate the accumulation of PWP in sands under defined specimen preparation procedure and testing conditions. In the proposed experiment, a comparison of different sands with this respect is easily achieved. The principle of this experimental method is based on the evolution of the PWP during cyclic shearing of a water-saturated sand sample. Undrained conditions during the experiment allow for the evolution of the PWP, which is quantified by the rate of the PWP build-up. The duration of a single cyclic shear test, including specimen preparation, is approximately 30 min. The evaluation of the rate of the PWP build-up for different densities resulted in an exponential dependence of the PWP build-up on the variation of the relative density. The results confirmed a higher generation of PWP in a fine sand compared to a coarse sand. A comparison with the results of undrained cyclic triaxial tests in the case of eight different sands demonstrated a good agreement between both experimental methods. The basis for the comparison was the density-dependent evolution of PWP in these methods. The presented method delivers a value (index) that quantifies the PWP build-up in sands under the defined testing conditions.

Este estudo tem como objetivo estudar o fósforo total e as especiações de fósforo nos sedimentos superficiais associados aos processos biogeoquímicos em dois sistemas estuarinos, na plataforma continental sudeste e na região polar antártica. Amostras de água de fundo foram coletadas em dois períodos sazonais (verão-inverno) nos estuários sob diferentes graus de impacto ambiental antrópico. A metodologia de extração das frações de (SEDEX) aplicada para obter as especiações químicas de fósforo foi testada com padrões certificados antes das análises. Os resultados foram reprodutivos e a eficiência da extração foi aceitável. As concentrações das espécies químicas de fósforo sedimentar nos dois estuários mostraram diferenças entre os setores seguindo as características granulométricas, influência da maré, condições redox das águas de fundo bem como, as ações antrópicas reveladas pelos dados quantitativos e qualitativos. Uma influência sazonal mínima foi observada. No caso da plataforma sudeste, altos valores de matéria orgânica foram observados em núcleos ao longo da plataforma, junto às estações externas das radiais de Santos e Ilha Grande mostrando uma diferenciação acompanhada pelas frações de fósforo orgânico e carbono orgânico. Nas demais radiais, altos valores de CaCO3 foram observados nas estações mais externas. Na Baía do Almirantado as frações predominantes foram P mineral, P detrítico, P-ligado à apatita autigênica, sendo que a forma orgânica foi baixa e associada a baixos valores de carbono orgânico. A quantificação e distribuição das espécies de fósforo nos sedimentos constituem importante ferramenta para compreender o ciclo biogeoquímico do fósforo e dos demais nutrientes nos ecossistemas marinhos. / This work aims to study the total and chemical species of phosphorus in the surface sediments associated to the biogeochemical processes in two estuarine systems, the southeastern continental shelf and Antarctic polar region. Bottom water samples were collected in two seasonal periods (summer-winter) in the estuaries under different degrees of environmental anthorpic impacts. The fraction extraction methodology (SEDEX) applied to obtain the chemical phosphorus species was tested in relation to the certified standards before analyses. The results were reproductive and the extraction efficiency was acceptable. The chemical species concentrations of sedimentary phosphorus in the two estuarine systems showed differences between sectors following the granulometric characteristics, tide influence, redox conditions of the bottom waters as well as anthropic actions revealed by quantitative and qualitative data. A minimum seasonal influence was observed. In the case of eastern continental shelf, high values of organic matter were found in nuclei distribution along the platform in the external stations of Santos and Ilha Grande radials showing a differentiation accompanied by organic phosphorus and C org., fractions. In the other radials high CaCO3 values were observed in the external stations. In the Admiralty Bay the predominant fractions were detrital apatite and authigenic/biogenic apatite, being that organic form was low, linked to low values of organic carbon. The quantification and distribution of P species in the sediments constitute important tools to understand the P and the other nutrient biogeochemical cycles in the sea ecosystems

Este estudo tem como objetivo estudar o fósforo total e as especiações de fósforo nos sedimentos superficiais associados aos processos biogeoquímicos em dois sistemas estuarinos, na plataforma continental sudeste e na região polar antártica. Amostras de água de fundo foram coletadas em dois períodos sazonais (verão-inverno) nos estuários sob diferentes graus de impacto ambiental antrópico. A metodologia de extração das frações de (SEDEX) aplicada para obter as especiações químicas de fósforo foi testada com padrões certificados antes das análises. Os resultados foram reprodutivos e a eficiência da extração foi aceitável. As concentrações das espécies químicas de fósforo sedimentar nos dois estuários mostraram diferenças entre os setores seguindo as características granulométricas, influência da maré, condições redox das águas de fundo bem como, as ações antrópicas reveladas pelos dados quantitativos e qualitativos. Uma influência sazonal mínima foi observada. No caso da plataforma sudeste, altos valores de matéria orgânica foram observados em núcleos ao longo da plataforma, junto às estações externas das radiais de Santos e Ilha Grande mostrando uma diferenciação acompanhada pelas frações de fósforo orgânico e carbono orgânico. Nas demais radiais, altos valores de CaCO3 foram observados nas estações mais externas. Na Baía do Almirantado as frações predominantes foram P mineral, P detrítico, P-ligado à apatita autigênica, sendo que a forma orgânica foi baixa e associada a baixos valores de carbono orgânico. A quantificação e distribuição das espécies de fósforo nos sedimentos constituem importante ferramenta para compreender o ciclo biogeoquímico do fósforo e dos demais nutrientes nos ecossistemas marinhos. / This work aims to study the total and chemical species of phosphorus in the surface sediments associated to the biogeochemical processes in two estuarine systems, the southeastern continental shelf and Antarctic polar region. Bottom water samples were collected in two seasonal periods (summer-winter) in the estuaries under different degrees of environmental anthorpic impacts. The fraction extraction methodology (SEDEX) applied to obtain the chemical phosphorus species was tested in relation to the certified standards before analyses. The results were reproductive and the extraction efficiency was acceptable. The chemical species concentrations of sedimentary phosphorus in the two estuarine systems showed differences between sectors following the granulometric characteristics, tide influence, redox conditions of the bottom waters as well as anthropic actions revealed by quantitative and qualitative data. A minimum seasonal influence was observed. In the case of eastern continental shelf, high values of organic matter were found in nuclei distribution along the platform in the external stations of Santos and Ilha Grande radials showing a differentiation accompanied by organic phosphorus and C org., fractions. In the other radials high CaCO3 values were observed in the external stations. In the Admiralty Bay the predominant fractions were detrital apatite and authigenic/biogenic apatite, being that organic form was low, linked to low values of organic carbon. The quantification and distribution of P species in the sediments constitute important tools to understand the P and the other nutrient biogeochemical cycles in the sea ecosystems