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Previous issue date: 2011-02-24 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior-CAPES / LIMA, Erica Souto Abreu. Dynamic of barium in soils treated with barite. 2011. 44p.
Dissertation (Master Science in Agronomy, Soil Science) Instituto de Agronomia,
Departamento de Solos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Serop?dica, RJ, 2011.
Barite is the natural mineral form of barium sulfate (BaSO4), which is used in drilling fluids
for oil wells exploration. Although barium sulfate is poorly soluble, and therefore, not very
bioavailable to plants and with low mobility, it is not know the magnitude of changes in its
dynamics under reducing soil conditions. Thus, the main objective of the study was to
evaluate if under extreme reduction conditions the solubilization and release of barium in the
soil would occur, increasing risk of contamination to plants and groundwater. Two
experiments were conducted in parallel, one in leaching columns and the other in pots, where
rice was cultivated as a test plant. In both trials soil samples from an Udox soil were
used. The installation of experiments followed a completely randomized design in factorial
scheme (4 x 2) with four replications, i.e., composed of control and three levels of barium
(100, 300, and 3000 mg kg-1), two moisture levels (at 70% of field capacity and saturated with
the maintenance of a 5 cm layer of water), totaling 32 experimental units. The redox potential
(Eh), and pH values to reach the Eh of -200 mV were monitored. After reaching these values
a rainfall of 200 mm day-1 was simulated in the columns, and volumes of 200 mL were
collected. The extract was divided into volumes of 200 mL, corresponding to 1/8 of the soil
pore volume, and they were analyzed for levels of barium and other toxic metals. The rice
(Oryza sativa L.) plants in the vases remained throughout the vegetative cycle up to about 4
months, when they were harvested and analyzed. The geochemical fractionation was also
performed for the elements barium, manganese and iron, by the BCR method. The results
showed that the addition of doses of barite in soil, and the condition of extreme reduction led
to the increase of barium, iron and manganese in the highest labile fractions. Thereby
promoting higher levels of barium in the leachate extract. Under these conditions, the plants
showed growth and development reduction. However, the barium may not be the main cause
of this reduction, which may be linked to iron toxicity and lower absorption of zinc,
phosphorus and calcium. / A baritina ? a forma mineral natural de sulfato de b?rio (BaSO4), que ? amplamente utilizada
nos flu?dos de po?os de prospec??o de petr?leo. Apesar do sulfato de b?rio ser pouco sol?vel,
e consequentemente, pouco biodispon?vel para as plantas e de baixa mobilidade, n?o se
conhece a magnitude das altera??es na sua din?mica em condi??es redutoras do solo. Diante
disso, o objetivo principal do estudo foi avaliar se em condi??es de extrema redu??o ocorre o
aumento da solubiliza??o e como conseq??ncia libera??o do b?rio no solo, potencializando o
risco de contamina??o para as plantas e ?guas subterr?neas. Foram realizados dois
experimentos em paralelo, sendo um em colunas de lixivia??o e o outro em vasos, onde foi
cultivado arroz como planta teste. Em ambos os ensaios foram utilizadas amostras de terra
coletadas de Latossolo Vermelho Amarelo. A instala??o dos experimentos seguiu o
delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial (4 x 2) com 4
repeti??es, ou seja, composto por testemunha e tr?s doses de b?rio (100, 300 e 3000 mg kg-1),
dois teores de umidade (70% CC e saturado com presen?a de l?mina de 5 cm), totalizando 32
unidades experimentais. Foram monitorados o potencial redox (Eh) e o pH, at? atingirem
valores de Eh de -200 mV. Ap?s atingirem esses valores foi simulada uma precipita??o
pluviom?trica de 200 mm dia-1 nas colunas, onde foram coletados volumes de 200 mL. O
extrato foi dividido em volumes de 200 mL, que correspondem a 1/8 do volume de poro da
coluna de solo, para em seguida serem analisados quanto aos teores de b?rio e outros metais
considerados t?xicos. As plantas de arroz (Oryza sativa L.) foram cultivadas nos potes por
todo o ciclo vegetativo (aproximadamente 4 meses) at? serem colhidas e analisadas. Tamb?m
foi realizado o fracionamento geoqu?mico para os elementos b?rio, mangan?s e ferro pelo
m?todo BCR. Os resultados obtidos evidenciaram que a adi??o das doses de baritina no solo e
a condi??o de extrema redu??o, propiciaram o aumento de b?rio, ferro e mangan?s nas fra??es
de maior labilidade. Promovendo, assim, maiores teores de b?rio no extrato lixiviado. Nessas
condi??es, as plantas apresentaram redu??o no seu crescimento e desenvolvimento. Por?m o
b?rio pode n?o ser o principal causador dessa redu??o, podendo esta estar ligada a toxicidade
do ferro e a uma menor absor??o de zinco, f?sforo e c?lcio.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:jspui/1135 |
| Date | 24 February 2011 |
| Creators | LIMA, Erica Souto Abreu |
| Contributors | Amaral Sobrinho, Nelson Moura Brasil do, Polidoro, Jos? Carlos |
| Publisher | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Programa de P?s-Gradua??o em Agronomia e Ci?ncia do Solo, UFRRJ, Brasil, Instituto de Agronomia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ, instname:Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, instacron:UFRRJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | ABNT ? ASSOCIA??O BRASILEIRA DE NORMAS T?CNICAS. NBR-10004: Classifica??o de res?duos. Rio de Janeiro, 2004. 71p. ABNT ? ASSOCIA??O BRASILEIRA DE NORMAS T?CNICAS. NBR-10005: Lixivia??o de res?duos. Rio de Janeiro, 2004. 16p. ABNT ? ASSOCIA??O BRASILEIRA DE NORMAS T?CNICAS. NBR-10006: Solubilidade de res?duos. Rio de Janeiro, 2004. 3p. ALLOWAY, B.J. The origins of heavy metals in soils. In:. ALLOWAY, B.J. (Ed.) Heavy Metals in Soils. New York: Blackie Academic and Professional, p. 29-39, 1990. AMARAL SOBRINHO, N.M.B. Intera??o dos metais pesados de res?duos sider?rgicos com um solo Podz?lico Vermelho - Amarelo. 1993. 163f. Tese (Doutorado em Agronomia - Solos e Nutri??o de Plantas). Universidade Federal de Vi?osa, Vi?osa, MG, 1993. ANSARI, T.M; MAR, I.L; COATSA, M. Characterization of mineralogical forms barium and trace heavy metalimpurities in commercial barytes by EPMA, XRD and ICP-MS. Journal of Environmental Monitoring, v.3, p.133-138, 2001. 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