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Previous issue date: 2018-08-30 / Geochemistry studies the distribution of chemical elements on Earth. The rare earth elements (REE) are Group 3B of the periodic table consisting of the lanthanides, Y and Sc, which are similar as to their properties (chemical, magnetic and flourescência). The REE are strategic due to the specificity of their applications. The continuous expansion of the agricultural and industrial sectors makes it necessary to monitor the environmental quality of soils. Therefore, know the natural levels of REE are essential to assess human impacts on the environment, and its extension. Some studies of determination of REE at the national level were developed. However, few are aimed at determining the natural levels of REE under well-defined geopedological conditions and quantifying additions of REE in agricultural soils. Thus, this study provides new information about the effect of a volcano-sedimentary lithosequence Cretaceous of northeastern Brazil in pedogenesis, mineralogy and geochemistry of REE in soils; and provides information on the effect of sugarcane crops, since 1930, with intense use of agricultural inputs, in the edition of REE in soils originated from rhyolite in the same basin. REE concentrations were determined by ICP-OES, after total extraction (USEPA 3052). In general, high recovery percentages were obtained for the REE. The REE results were analyzed using patterns of fractionation, anomalies and geochemical signature. Petrographic and MEV-EDS analyzes were performed on soil parental materials (ignimbrito, rhyolite, conglomerate, traquiandesite and basalt). Soil properties were analyzed to assist in the interpretation of the behavior of soils REE. The results showed that despite the strong chemical weathering, developed distinct lithologies soils of the Cape Basin showed different geochemical and mineralogical signatures of REE in soils. The concentration of REE in the lithosequence decreased in the following order: rhyolite> traquiandesite> ignimbrito> basalt. The total content of REE in soils was reduced according to their respective source materials in the order: traquiandesitoito> basalt> rhyolite> conglomerate> ignimbrito. Minerals feldspar, zircon, ilmenite and biotite are the main source of crystalline phases REE in the Cabo Basin soils, as well as apatite in ignimbrite and traquiandesito. These results evidenced the conservative properties of the ETR in the Cabo Basin. In the assessment of the anthropogenic impact on agricultural soil originated rhyolite, it was observed that almost all REE showed enrichment. The greatest enrichments in the agricultural soil were the elements Sm, Pr, Nd, Gd, La, Yb and Lu. The HREE present strong positive correlation with phosphorus. The higher REE content in the Ap horizon of the agricultural soil, as well as the lack of REE enrichment in the soil of the preserved area, evidences that the entrance of REE in the Cabo Basin is occurring due to the agricultural activity of the region. The results of this work provide unpublished data of natural levels of REE by pedogenetic horizon, using a lithosequence of soils in the Cabo Basin, as well as a study of the evaluation of REE additions through agricultural inputs in agricultural soil, Northeast Brazil. These results demonstrate the complex interactive control of the parental material composition and soil properties in geochemical REE in soils of a volcano-sedimentary lithosequence Cretaceous of Northeastern Brazil and are important to predict and prevent future impacts of REE accumulation by agricultural activity in this region, evidencing the urgent need to develop specific legislation in Brazil regarding the limits of REE in soils. / A Geoquímica estuda a distribuição dos elementos químicos na Terra. Os Elementos Terras Raras (ETR) são o grupo 3B da tabela periódica, composto pelos lantanídeos, Y e Sc, que se assemelham quanto às suas propriedades (químicas, magnéticas e de flourescência). Os ETR são estratégicos devido à especificidade de suas aplicações. A contínua expansão dos setores agrícola e indústrial torna necessário o monitoramento da qualidade ambiental de solos. Logo, conhecer os teores naturais de ETR é fundamental. Alguns estudos de determinação de ETR em nível nacional foram desenvolvidos. No entanto, poucos objetivando determinar teores naturais de ETR em condições geopedológicas distintas e quantificar adições de ETR em solos agrícolas. Nesse sentido, este estudo fornece novas informações sobre o efeito de uma litossequência vulcano-sedimentar cretácea do Nordeste do Brasil na pedogênese, mineralogia e geoquímica de ETR em solos; e sobre o efeito do cultivo da cana-de-açúcar, desde 1930, com uso de insumos agrícolas, na adição de ETR no solo. Os teores de ETR foram determinadas por ICP-OES após extração total. Foram obtidas altas recuperações para os ETR. Os resultados de ETR foram analisados utilizando padrões de fracionamento, anomalias e assinatura geoquímica. Análises petrográficas e por MEV-EDS foram realizadas nos materiais de origem dos solos (ignimbrito, riolito, conglomerado, traquiandesito e basalto). Propriedades dos solos foram analisadas para auxiliar na interpretação do comportamento dos ETR nos solos. Apesar do forte intemperismo químico, solos desenvolvidos de distintas litologias da Bacia Cabo apresentaram diferentes assinaturas geoquímicas e mineralógicas de ETR. A concentração de ETR na litossequência decresceu na seguinte ordem: riolito > traquiandesito > ignimbrito > basalto. O conteúdo total de ETR nos solos reduziu de acordo com os seus respectivos materiais de origem na ordem: traquiandesito> basalto> riolito> conglomerado> ignimbrito. Os minerais feldspato, zircão, ilmenita e biotita são as principais fases cristalinas fonte de ETR nos solos da Bacia Cabo, além da apatita no ignimbrito e traquiandesito. Esses resultados evidenciam as propriedades conservativas dos ETR na Bacia Cabo. Na avaliação da interferência antrópica em solo agrícola originado de riolito, quase todos os ETR apresentaram enriquecimento. Os maiores enriquecimentos no solo agrícola foram dos elementos Sm, Pr, Nd, Gd, La, Yb e Lu. Os ETRP apresentam correlação positiva forte com o fósforo do solo. O teor mais elevado de ETR no horizonte Ap, assim como a ausência de enriquecimento de ETR no solo da área preservada, evidenciam a entrada de ETR na Bacia Cabo decorrente da atividade agrícola. Os resultados deste trabalho fornecem dados inéditos de teores naturais de ETR por horizonte pedogenético, utilizando uma litossequência de solos na Bacia Cabo, bem como da avaliação de adições de ETR em solo agrícola no Nordeste do Brasil. Esses resultados demonstram o complexo controle interativo da composição do material de origem e das propriedades do solo na geoquímica de ETR em solos de uma litossequência vulcano-sedimentar Cretácea do Nordeste do Brasil e são importantes para prever e evitar impactos futuros, evidenciando a necessidade urgente de desenvolver legislações específicas no Brasil quanto aos limites de ETR em solos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/7675 |
| Date | 30 August 2018 |
| Creators | BRILHANTE, Stephany Alves |
| Contributors | SOUZA JÚNIOR, Valdomiro Severino de, NASCIMENTO, Clístenes Williams Araújo do, SILVA, Ygor Jacques Agra Bezerra da, BORGES, Lucila Ester do Prado, RIBEIRO FILHO, Mateus Rosas, SANTOS, Jean Cheyson Barros dos, SILVA, Ygor Jacques Agra Bezerra da |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, UFRPE, Brasil, Departamento de Agronomia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 8551734419043507650, 600, 600, 600, -6800553879972229205, -5919840527232375671 |
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