Pedogenic iron oxides in soils of the Acre State, Brazil

ABSTRACT: Iron oxides are environmental indicators and influence on physical and chemical behavior of soils. This research aimed to identify and characterize pedogenic iron oxides in soils of the Acre state, Brazil. The soils developed from sedimentary rocks of the Solimões Formation. Twenty one samples of subsurface horizons were collected from ten soil profiles. Soil samples were analyzed by x-ray diffractometry associated to selective chemical dissolutions. Fe contents in the clay minerals (Fes), in the pedogenic iron oxides (Fed) and in the poorly crystalline oxides (Feo) were determined. The Al3+-substitution and the mean crystal diameter of goethite and hematite were estimated. Soils presented low contents of Fes and Fed. The Fed/Fes ratio indicated soils in the intermediate stage of weathering, with dominance of goethite, hematite and maghemite. This condition of weathering was confirmed by the higher frequency of goethites and hematite with intermediate Al3+-substitution. Goethites have isodimensional forms and hematite have flat plaques forms.

RESUMO: Os óxidos de ferro são indicadores ambientais e influenciam o comportamento físico e químico dos solos. Este trabalho objetivou identificar e caracterizar os óxidos de ferro pedogênicos de solos do estado do Acre, desenvolvidos de rochas sedimentares da Formação Solimões. Vinte e uma amostras de horizontes subsuperficiais de dez perfis de solos foram analisadas por difratometria de raios x associada a dissoluções químicas seletivas. Os teores de Fe total (Fes), dos óxidos de Fe pedogênicos (Fed) e de baixa cristalinidade (Feo) foram determinados; e a Al3+-substituição e o diâmetro médio cristalino da goethita e da hematita foram estimados. Em geral, os solos apresentaram baixos teores de Fes e de Fed. A relação Fed/Fes indicou solos em estágio de intemperização intermediário, com dominância dos óxidos de Fe goethita, hematita e maghemita. Essa condição de intemperismo foi reforçada pela maior frequência de goethitas e hematitas com intermediária Al3+-substituição. As goethitas possuem formas isodimencionais e as hematitas ocorrem como placas achatadas.

Mineralogy, magnetic susceptibility and geochemistry of Fe-rich Oxisols developed from several parent materials

Fe-rich Oxisols on mafic rocks in Brazil generally have high magnetic susceptibility with high contents of some trace elements. These are taxonomically similar soils; however, differences in magnetic and geochemical properties may affect agricultural or environmental usability and subsequent management. This study investigated the pedogenesis of Fe-rich Oxisols from various parent materials and evaluated the lithogenetic influence on magnetic susceptibility and trace elements contents. Soil samples were collected from Bw horizons in 13 Rhodic Oxisols and a Typic Oxisol developed from several parent materials in Minas Gerais State, Brazil. Soils were analyzed by X-ray diffractometry (XRD) and magnetometry. Soil chemical analyses consisted of sulfuric and total (tri-acid) digestions and selective Fe oxides dissolutions and statistical correlations were determined. Fe-rich Oxisols presented a typical mineralogical composition of highly weathered soils with structural stability. The results confirm the difficulty to identify accurately magnetic minerals in different grain sizes using XRD. However, coarse fractions still exert dominant influence on the magnetic properties of the Fe-rich Rhodic Oxisols. In addition, coarse fractions probably contribute to the enrichment of superparamagnetic particles for the clay fraction. Although highly weathered, Fe-rich Oxisols may have their geochemical attributes still controlled by the parent material, where trace elements seem to be correlated with the magnetic minerals in the coarse fractions. Thus, the natural replacement of some trace elements from soil-solution equilibrium reactions during plant development could be more effective in soils with higher magnetic particles concentrations in the coarse fractions.

Mineralogy, magnetic susceptibility and geochemistry of Fe-rich Oxisols developed from several parent materials

Fe-rich Oxisols on mafic rocks in Brazil generally have high magnetic susceptibility with high contents of some trace elements. These are taxonomically similar soils; however, differences in magnetic and geochemical properties may affect agricultural or environmental usability and subsequent management. This study investigated the pedogenesis of Fe-rich Oxisols from various parent materials and evaluated the lithogenetic influence on magnetic susceptibility and trace elements contents. Soil samples were collected from Bw horizons in 13 Rhodic Oxisols and a Typic Oxisol developed from several parent materials in Minas Gerais State, Brazil. Soils were analyzed by X-ray diffractometry (XRD) and magnetometry. Soil chemical analyses consisted of sulfuric and total (tri-acid) digestions and selective Fe oxides dissolutions and statistical correlations were determined. Fe-rich Oxisols presented a typical mineralogical composition of highly weathered soils with structural stability. The results confirm the difficulty to identify accurately magnetic minerals in different grain sizes using XRD. However, coarse fractions still exert dominant influence on the magnetic properties of the Fe-rich Rhodic Oxisols. In addition, coarse fractions probably contribute to the enrichment of superparamagnetic particles for the clay fraction. Although highly weathered, Fe-rich Oxisols may have their geochemical attributes still controlled by the parent material, where trace elements seem to be correlated with the magnetic minerals in the coarse fractions. Thus, the natural replacement of some trace elements from soil-solution equilibrium reactions during plant development could be more effective in soils with higher magnetic particles concentrations in the coarse fractions.(AU)

Pedogenic iron oxides in soils of the Acre State, Brazil / Óxidos de ferro pedogênicos em solos do estado do Acre, Brasil

Os óxidos de ferro são indicadores ambientais e influenciam o comportamento físico e químico dos solos. Este trabalho objetivou identificar e caracterizar os óxidos de ferro pedogênicos de solos do estado do Acre, desenvolvidos de rochas sedimentares da Formação Solimões. Vinte e uma amostras de horizontes subsuperficiais de dez perfis de solos foram analisadas por difratometria de raios x associada a dissoluções químicas seletivas. Os teores de Fe total (Fes), dos óxidos de Fe pedogênicos (Fed) e de baixa cristalinidade (Feo) foram determinados; e a Al3+-substituição e o diâmetro médio cristalino da goethita e da hematita foram estimados. Em geral, os solos apresentaram baixos teores de Fes e de Fed. A relação Fed/Fes indicou solos em estágio de intemperização intermediário, com dominância dos óxidos de Fe goethita, hematita e maghemita. Essa condição de intemperismo foi reforçada pela maior frequência de goethitas e hematitas com intermediária Al3+-substituição. As goethitas possuem formas isodimencionais e as hematitas ocorrem como placas achatadas.(AU)

Iron oxides are environmental indicators and influence on physical and chemical behavior of soils. This research aimed to identify and characterize pedogenic iron oxides in soils of the Acre state, Brazil. The soils developed from sedimentary rocks of the Solimões Formation. Twenty one samples of subsurface horizons were collected from ten soil profiles. Soil samples were analyzed by x-ray diffractometry associated to selective chemical dissolutions. Fe contents in the clay minerals (Fes), in the pedogenic iron oxides (Fed) and in the poorly crystalline oxides (Feo) were determined. The Al3+-substitution and the mean crystal diameter of goethite and hematite were estimated. Soils presented low contents of Fes and Fed. The Fed/Fes ratio indicated soils in the intermediate stage of weathering, with dominance of goethite, hematite and maghemite. This condition of weathering was confirmed by the higher frequency of goethites and hematite with intermediate Al3+-substitution. Goethites have isodimensional forms and hematite have flat plaques forms.(AU)

Caracterização mineralógica dos solos derivados de rochas efusivas no Planalto Sul de Santa Catarina, Brasil / Mineralogical characterization of soils derived from effusive rocks from plateau in south Santa Catarina, Brazil

A presença simultânea de gibbsita, caulinita, argilominerais 2:1 com polímeros de hidróxi- Al (2:1HE) e interestratificados em solos ácidos e dessaturados do Sul do Brasil pode ser considerada contraditória, mas não rara. Como a correta identificação destes argilominerais é de difícil execução, a evolução destes solos pode acabar sendo atribuída simplesmente a uma escala de intemperismo moderado. Para melhor compreender a gênese dos solos da região do Planalto Sul de Santa Catarina, foram desenvolvidos estudos mineralógicos da fração argila e das respectivas rochas matriz de sete perfis de solo ao longo de duas topossequências. As análises mineralógicas foram realizadas por difratometria de raios X (DRX), utilizando os pré-tratamentos usuais e um pré-tratamento com hidróxido de sódio (NaOH) a 3,5 mol L-1 a quente (250ºC). Os teores dos óxidos de Si, Al e Fe foram determinados após a digestão das amostras com ataque sulfúrico. As rochas apresentaram mineralogia similar, exceto nas quantidades de plagioclásios, piroxênios e quartzo. Todos os solos apresentaram caulinitas de baixa cristalinidade e resquícios de argilominerais 2:1 sob a forma de interestratificados e/ou 2:1HE, que permaneceram nos solos devido à intercalação dos polímeros de Al e/ou Fe nas entrecamadas. As diminutas proporções de gibbsita são decorrentes do efeito complexante da matéria orgânica do solo (MOS) sobre a cristalização dos hidróxidos de Al e também, devido ao ambiente lixiviante que não foi sufi cientemente severo a ponto de predominar os processos de alitização. Nos Nitossolos Vermelhos o principal processo de alteração do material originário foi a monossialitização, enquanto os Cambissolos Háplicos apresentaram processo de hidrólise tendendo para a alitização.

The simultaneous presence of gibbsite, kaolinite, 2:1 clay minerals with Al-hydroxy polymers and interstratified minerals in acid soils and desaturated in southern Brazil can be seen as contradictory, but not rare. How correct identification of these clay minerals is difficult to perform, the evolution of these soils may simply end up being attributed to a range of moderate weathering. To better understand the genesis of soils in southern highlands of Santa Catarina, studies were conducted of mineralogical clay rocks and their array of seven soil profiles along two topossequences. The mineralogical analyzes were performed by X-ray diffractometry (XRD) using the usual pretreatment and a pretreatment with hot (250°C) 3.5 mol L-1 solution. The levels of oxides of Si, Al and Fe were determined after dissolving the samples in sulfuric acid. The rocks show similar mineralogy, except in amounts of plagioclase, pyroxene and quartz. All soils had low crystallinity of kaolinite and traces of 2:1 clay minerals in the form of interstratifi ed and/or 2:1 clay minerals with Al-hydroxy polymers, that/ which remained in the soil due to intercalation of the polymers of Al and / or Fe in interlayers. The diminutive proportions of gibbsite are due to the complex effect of soil organic matter (SOM) on the crystallization of Al hydroxides and also due to the leaching environment was not suffi ciently severe as to dominate the processes of alitization. In Kandiudox the main process of changing the source material was monossialitization while Haplumbrept showed hydrolysis process tending to alitization.

Caracterização mineralógica dos solos derivados de rochas efusivas no Planalto Sul de Santa Catarina, Brasil / Mineralogical characterization of soils derived from effusive rocks from plateau in south Santa Catarina, Brazil

A presença simultânea de gibbsita, caulinita, argilominerais 2:1 com polímeros de hidróxi- Al (2:1HE) e interestratificados em solos ácidos e dessaturados do Sul do Brasil pode ser considerada contraditória, mas não rara. Como a correta identificação destes argilominerais é de difícil execução, a evolução destes solos pode acabar sendo atribuída simplesmente a uma escala de intemperismo moderado. Para melhor compreender a gênese dos solos da região do Planalto Sul de Santa Catarina, foram desenvolvidos estudos mineralógicos da fração argila e das respectivas rochas matriz de sete perfis de solo ao longo de duas topossequências. As análises mineralógicas foram realizadas por difratometria de raios X (DRX), utilizando os pré-tratamentos usuais e um pré-tratamento com hidróxido de sódio (NaOH) a 3,5 mol L-1 a quente (250ºC). Os teores dos óxidos de Si, Al e Fe foram determinados após a digestão das amostras com ataque sulfúrico. As rochas apresentaram mineralogia similar, exceto nas quantidades de plagioclásios, piroxênios e quartzo. Todos os solos apresentaram caulinitas de baixa cristalinidade e resquícios de argilominerais 2:1 sob a forma de interestratificados e/ou 2:1HE, que permaneceram nos solos devido à intercalação dos polímeros de Al e/ou Fe nas entrecamadas. As diminutas proporções de gibbsita são decorrentes do efeito complexante da matéria orgânica do solo (MOS) sobre a cristalização dos hidróxidos de Al e também, devido ao ambiente lixiviante que não foi sufi cientemente severo a ponto de predominar os processos de alitização. Nos Nitossolos Vermelhos o principal processo de alteração do material originário foi a monossialitização, enquanto os Cambissolos Háplicos apresentaram processo de hidrólise tendendo para a alitização.(AU)

The simultaneous presence of gibbsite, kaolinite, 2:1 clay minerals with Al-hydroxy polymers and interstratified minerals in acid soils and desaturated in southern Brazil can be seen as contradictory, but not rare. How correct identification of these clay minerals is difficult to perform, the evolution of these soils may simply end up being attributed to a range of moderate weathering. To better understand the genesis of soils in southern highlands of Santa Catarina, studies were conducted of mineralogical clay rocks and their array of seven soil profiles along two topossequences. The mineralogical analyzes were performed by X-ray diffractometry (XRD) using the usual pretreatment and a pretreatment with hot (250°C) 3.5 mol L-1 solution. The levels of oxides of Si, Al and Fe were determined after dissolving the samples in sulfuric acid. The rocks show similar mineralogy, except in amounts of plagioclase, pyroxene and quartz. All soils had low crystallinity of kaolinite and traces of 2:1 clay minerals in the form of interstratifi ed and/or 2:1 clay minerals with Al-hydroxy polymers, that/ which remained in the soil due to intercalation of the polymers of Al and / or Fe in interlayers. The diminutive proportions of gibbsite are due to the complex effect of soil organic matter (SOM) on the crystallization of Al hydroxides and also due to the leaching environment was not suffi ciently severe as to dominate the processes of alitization. In Kandiudox the main process of changing the source material was monossialitization while Haplumbrept showed hydrolysis process tending to alitization.(AU)

Toxic Elements in phosphates, limestone and bone meal / Elementos tóxicos presentes em fosfatos, calcário e farinha de ossos

This study was conducted with the aim of identifying toxic elements present in products largely used in Brazilian agriculture and livestock: dicalcium phosphate, supertriple phosphate, supersimple phosphate, monoammonium phosphate, sulphur amonium phoshphate, ammoniated calcium polyphosphate, a farm-made bovine mineral supplement, a bone meal and a limestone. Many techniques were employed in such analyses: X-ray diffractometry, atomic absorption, colorimetric and gravimetric techniques and instrumental neutron activation. It was detected many elements classified as hazard and toxic elements by the (United States) ATSDR - Agency for Toxic Substances and Disease Registry such as aluminum, arsenic, barium, cerium, cesium, cobalt, fluoride, strontium, thorium, uranium, vanadium and zinc. It has also noted a high presence of Si as quartz in the bone meal and in the bovine mineral supplement. Bicalcic phosphate presents the smallest presence of hazardous elements.

Objetivou-se identificar elementos tóxicos presentes nos seguintes produtos intensivamente utilizados na agropecuária brasileira: fosfato bicálcico, fosfato supertriplo, fosfato supersimples, fosfato monoamônico, fosfosulfato de amônio, polifosfato de cálcio e amônio, sal mineral bovino artesanal, farinha de ossos e calcário. Para a detecção dos elementos tóxicos utilizou-se as técnicas de difratometria de raios-x, absorção atômica de forno de grafite, colorimetria, gravimetria e ativação neutrônica. Foram detectados diversos elementos tóxicos, assim classificados conforme a agência norte americana de registro de substâncias tóxicas e doença relacionadas - ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry) como alumínio, arsênio, bário, cério, césio, cobalto, flúor, estrôncio, tório, urânio, vanádio e zinco . Também foram observadas elevadas concentrações de silício na forma de quartzo na farinha de ossos e no sal mineral bovino. O fosfato bicálcico é o produto que apresenta a menor presença de elementos tóxicos. Summary: This study aimed to identify toxic elements present in products largely used in Brazilian agriculture and livestock: dicalcium phosphate, super-triple phosphate, super-simple phosphate, monoammonium phosphate, sulphur amonium phoshphate, ammoniated calcium polyphosphate, a farm-made bovine mineral supplement, a bone meal and a limestone. Many techniques

Zeolite characterization in the City of Urupema, SC, and its ability to remove Cu+2 from water solutions / Caracterização de zeólitas do Município de Urupema, SC, e sua capacidade de remoção de Cu+2 de soluções aquosas

This work had as objective to characterize and evaluate the capacity of copper (Cu) removal of a zeolite available in the high lands of Santa Catarina State, south of Brazil (basalt zeolite), comparing its efficiency with a commercial zeolite coming from Cuba. The zeolite"s mineralogical characterization was performed by X-ray diffractometry. The cationic capacity trade (CTC) was determined by the method of saturation with ammonium. The studies to assess the zeolite"s capacity to remove Cu were carried out in two stages: (i) without changing the ionic force of the solution and the solution pH;(ii) without changing the ionic force of the solution in two values of pH (4.5 and 5.5). The X-ray diffractograms samples in environment and warmed temperatures showed the occurrence of clinoptilolite in the commercial zeolite, and heulandite in the basalt zeolite. The CTC of the commercial zeolite (Clinptilolite) was higher than the basalt zeolite (Heulandite). However, such differences were not reflected in the capacity of copper removal from the water solutions. There were no statistical differences between the two zeolites for the medium percentage of copper removal in pH 8.3. The Cu adsorption percentage was not influenced by the pH increase from 4.5 to 5.5.

Este trabalho teve como objetivo caracterizar e avaliar a capacidade de remoção de cobre (Cu) de zeólitas disponíveis na região do Planalto Catarinense (zeólita basalto), comparando sua eficiência com uma zeólita comercial proveniente de Cuba. A caracterização mineralógica das zeólitas foi realizada por difratometria de raios-X. A capacidade de troca catiônica (CTC) foi determinada pelo método da saturação com amônio. Os estudos de capacidade de remoção de Cu pelas zeólitas foram divididos em duas etapas: (i) sem alteração da força iônica e sem alteração do valor de pH da solução; (ii) sem alteração da força iônica da solução em dois valores de pH 4,5 e 5,5. Os difratogramas de raios-X das amostras em temperatura ambiente e aquecidas evidenciaram a ocorrência de clinoptilolita na zeólita comercial, e heulandita na zeólita basalto. A CTC da zeólita comercial (Clinoptilolita) foi maior do que da zeólita basalto (Heulandita), porém isso não se refletiu na capacidade de remoção de cobre. Não houve diferença estatística entre as duas zeólitas para porcentagem média de remoção de cobre, em pH 8,3. A porcentagem adsorvida de Cu não foi influenciada pelo aumento do pH de 4,5 para 5,5.

Smectite in mangrove soils of the State of São Paulo, Brazil

Smectitic clay minerals are frequently identified in mangrove soils, but there is little information about their types and origins. Besides their importance in the agronomical and geotechnical areas, smectites play an important environmental role by adsorbing nutrients, organic pollutants and heavy metals. Smectites found in mangrove soils can be of marine or continental detrital origin, or of neoformation origin. Thus, the objective of this study was to identify the types of smectites present in the State of São Paulo mangrove soils (Brazil), and to relate them to their possible origins. Soil samples were taken in five mangroves along the State of Sao Paulo State coast line. The mineral composition of the clay fraction was identified by X-ray Diffractometry (XRD) applying the Greene-Kelly test and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Highlighting the peaks in the 3,560 cm-1 band and in the region near 798 and 820 cm-1, there was a predominance of nontronite in the soil at the Sítio Grande River, Pai Matos Island, Caranguejo Island and Itapanhaú River mangroves, and possibly a lower concentration of ferric montmorillonite in the Escuro River mangrove. Since the continental sediments in these environments are very poor in smectite, the origin of these minerals in the mangrove soils studied is related to sedimentation left by past marine transgressions, to neoformation processes, or yet to a combination of both origins.

Minerais de argila esmectíticos são freqüentemente identificados em solos de manguezais, mas são escassas as informações sobre os tipos encontrados e suas origens. A despeito da importância para a agronomia e geotecnia, as esmectitas desempenham também importante papel no âmbito ambiental, atuando na adsorção de nutrientes, poluentes orgânicos e metais pesados. Esmectitas em solos de manguezais podem ser de origem detrítica, marinha ou continental, e também de neoformação. Assim, este estudo objetivou identificar os tipos de esmectitas presentes em solos de manguezais do Estado de São Paulo e relacioná-los com suas possíveis origens. Para tanto, foram amostrados solos de cinco manguezais distribuídos ao longo do litoral paulista, cuja identificação dos constituintes mineralógicos da fração argila foi realizada por difratometria de raios X (DRX) com aplicação do teste de Greene-Kelly e por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Destacando os picos na banda de 3.560 cm-1 e na região próxima a 798 e 820 cm-1, verificou-se o predomínio de nontronita nos solos dos manguezais do Rio Sítio Grande, Ilha de Pai Matos, Ilha do Caranguejo e Rio Itapanhaú e, possivelmente menor participação de montmorilonita férrica no manguezal do Rio Escuro. Como os sedimentos continentais destes ambientes são muito pobres em esmectitas, a origem destes minerais nos solos dos manguezais estudados está relacionada à sedimentação deixada pelas transgressões marinhas pretéritas ou aos processos de neoformação ou, ainda, com uma combinação de ambas origens.

Smectite in mangrove soils of the State of São Paulo, Brazil

Smectitic clay minerals are frequently identified in mangrove soils, but there is little information about their types and origins. Besides their importance in the agronomical and geotechnical areas, smectites play an important environmental role by adsorbing nutrients, organic pollutants and heavy metals. Smectites found in mangrove soils can be of marine or continental detrital origin, or of neoformation origin. Thus, the objective of this study was to identify the types of smectites present in the State of São Paulo mangrove soils (Brazil), and to relate them to their possible origins. Soil samples were taken in five mangroves along the State of Sao Paulo State coast line. The mineral composition of the clay fraction was identified by X-ray Diffractometry (XRD) applying the Greene-Kelly test and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Highlighting the peaks in the 3,560 cm-1 band and in the region near 798 and 820 cm-1, there was a predominance of nontronite in the soil at the Sítio Grande River, Pai Matos Island, Caranguejo Island and Itapanhaú River mangroves, and possibly a lower concentration of ferric montmorillonite in the Escuro River mangrove. Since the continental sediments in these environments are very poor in smectite, the origin of these minerals in the mangrove soils studied is related to sedimentation left by past marine transgressions, to neoformation processes, or yet to a combination of both origins.

Minerais de argila esmectíticos são freqüentemente identificados em solos de manguezais, mas são escassas as informações sobre os tipos encontrados e suas origens. A despeito da importância para a agronomia e geotecnia, as esmectitas desempenham também importante papel no âmbito ambiental, atuando na adsorção de nutrientes, poluentes orgânicos e metais pesados. Esmectitas em solos de manguezais podem ser de origem detrítica, marinha ou continental, e também de neoformação. Assim, este estudo objetivou identificar os tipos de esmectitas presentes em solos de manguezais do Estado de São Paulo e relacioná-los com suas possíveis origens. Para tanto, foram amostrados solos de cinco manguezais distribuídos ao longo do litoral paulista, cuja identificação dos constituintes mineralógicos da fração argila foi realizada por difratometria de raios X (DRX) com aplicação do teste de Greene-Kelly e por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Destacando os picos na banda de 3.560 cm-1 e na região próxima a 798 e 820 cm-1, verificou-se o predomínio de nontronita nos solos dos manguezais do Rio Sítio Grande, Ilha de Pai Matos, Ilha do Caranguejo e Rio Itapanhaú e, possivelmente menor participação de montmorilonita férrica no manguezal do Rio Escuro. Como os sedimentos continentais destes ambientes são muito pobres em esmectitas, a origem destes minerais nos solos dos manguezais estudados está relacionada à sedimentação deixada pelas transgressões marinhas pretéritas ou aos processos de neoformação ou, ainda, com uma combinação de ambas origens.

Mineralogy, chemical properties and classification of soils from the eastern coast mountains in Santa Catarina State, Brazil / Mineralogia, propriedades químicas e classificação de solos das Serras do Leste Catarinense

Information about genesis and mineralogical composition of Santa Catarina soils are scarce. The objectives of this work were to characterize the morphology, chemical, physical and mineralogical attributes of representative soil profiles of the eastern coast mountains of this region, to identify soil mineralogical composition and its relation with soil physical and chemical properties. Seven profiles of Ultisols and Oxisols (Argisols and Latosols in the Brazilian Classification System, respectively), derived from different lithologies, were selected for this study. Morphology of soils and physical aspects of the environment were described. Physical and chemical routine analyses were performed in the fine earth. In the clay fraction, samples were saturated with K, Mg and Mg plus ethylene glycol and analyzed by X-ray diffractometry. Silt was analyzed in powder. All soil profiles were acid, with low organic carbon and low sum of basis and basis saturation, indicating lixiviated and highly weathered soils. Clay soil composition was very similar among the soils. Kaolinite was the dominant clay mineral, with minor proportions of illite, vermiculite with hidroxy-Al interlayers and interstratified illite-vermiculite. Aluminum oxide (gibbsite) and quartz, were also detected in some profiles. Despite the occurrence of 2:1 clay minerals in some soils, CEC of clay was low, probably because

Dados sobre a composição mineralógica dos solos das serras litorâneas do sul de Santa Catarina são escassos. Este trabalho objetivou caracterizar, do ponto de vista morfológico, físico e químico, perfis de solo representativos desta região, bem como identificar os componentes mineralógicos desses solos e suas relações com as propriedades físicas e químicas. Selecionaram-se sete perfis de Argissolos e Latossolos, contemplando materiais de origem diferenciados. Os perfis foram descritos quanto à morfologia e aspectos do meio físico. Na argila fezse pré-tratamentos de saturação com K, Mg e Mg + etileno glicol para análises mineralógicas por difratometria de raios X. O silte foi analisado na forma de pó. A maioria dos perfis apresentou reação ácida, médios a baixos teores de carbono orgânico e baixos valores de soma e saturação por bases, indicando tratar-se de solos lixiviados e muito intemperizados. A mineralogia da fração argila revelou-se bastante similar entre os perfis, com caulinita como argilomineral dominante, seguida de proporções baixas de illita, vermiculita com polímeros de Al entrecamadas e interestratificados illita-vermiculita. Óxidos de alumínio do tipo gibbsita, bem como quartzo, também foram constatados em alguns perfis. Apesar da proporção expressiva de argilominerais 2:1 em vários solos, a CTC da fração argila dos solos foi baixa, provavelmente porque os referi

Produção e caracterização microestrutural de sistemas lípidicos sólidos micro e nanoparticulados utilizados na encapsulação de beta-caroteno / Production and microestrutural caracterization of solid lipids systems micro and nanoparticulate used for beta-carotene encapsulation

O benefício do consumo de compostos bioativos, como os carotenóides, tem sido amplamente demonstrado pela literatura científica. No entanto, alguns destes bioativos (como os carotenos), devido à sua hidrofobicidade, apresentam dificuldades para serem incorporados em formulações alimentícias aquosas, além de serem, dependendo da matriz alimentícia na qual estão inseridos, dificilmente absorvidos no tratogastrointestinal - ou seja, possuem limitada biodisponibilidade. Tais problemas podem ser contornados através da micro e da nanoencapsulação. O presente trabalho de Mestrado teve como objetivo utilizar a triestearina e o ácido esteárico para a encapsulação do beta-caroteno em micro e nanopartículas lipídicas sólidas, a caracterização físico-química das estruturas formadas e a avaliação da estabilidade química e microestrutural das mesmas. Nos sistemas microparticulados de ácido esteárico (AE) foi utilizado como tensoativo o polisorbato 80 e foram produzidos com 4 e 6% de lipídio, na ausência e na presença de alfa-tocoferol, e todos se mostram extremamente estáveis em relação à distribuição do tamanho médio das partículas, mas somente as partículas que continham alfa-tocoferol conseguiram preservar o beta-caroteno ao longo do período de 7 meses de armazenagem. No caso das micropartículas de triestearina também foram produzidos sistema com 4 e 6% de lipídio total, e a presença do hidrocolóide goma xantana foi essencial para evitar a floculação e permitir a estabilidade do sistema, e foram testadas formulações contendo misturas de tensoativos fosfatidilcolina de soja e polisorbato 60 e fosfatidilcolina de soja e polisorbato 20. Dentre tais sistemas, somente as micropartículas sólidas estabilizadas com polisorbato 60 se mostraram estáveis em relação ao tamanho médio das partículas, e o sistema com menor quantidade de lipídio manteve-se resistente à floculação até o 4º mês de estocagem. Sistemas nanoparticulados foram produzidos com 6% de lipídio total, testando-se uma e duas passagens no homogeneizador à alta pressão. Os dados obtidos indicaram que as nanopartículas lipídicas de AE não diferiram em relação à distribuição de tamanho, mas apresentaram aumento do diâmetro de partícula ao longo do tempo de estocagem. Por sua vez, para as nanopartículas de triestearina os sistemas (tanto com uma quanto com duas passagens no homogeneizador a alta pressão) se mostraram estáveis até cerca de dois meses de armazenagem, em termos de diâmetro médio de partícula, sendo que a distribuição de tamanho se mostrou mais homogênea para o sistema com duas passagens. A microestrutura de todos os sistemas foi avaliada por difratometria de raio-X (DRX) e calorimetria diferencial de varredura (DSC), e a quantidade de beta-caroteno preservada ao longo do tempo foi monitorada espectofometricamente e por colorimetria instrumental. De maneira geral, os sistemas microparticulados se mostraram melhores do que os nanoparticulados, tanto do ponto de vista de estabilidade da estrutura quanto da preservação do beta-caroteno

The benefits from the consumption of bioactive compounds, like carotenoids, have been widely demonstrated for scientific literature. However, some of this compounds (like carotenes), due totheir hydrophobicity, are difficult to be incorporated in aqueous food formulations, and, depending on the food matrices where they are introduced, are hardly absorbed in the gastrointestinal tract - in order words, they present limited bioavailability. These problems can be overcome by micro and nanoencapsulation. In this context, the objective of this study was to investigate the temporal stability of beta-carotene encapsulated in solid lipid micro and nano particles produced with a mixture of stearic acid or tristearin and sunflower oil, monitoring the microstructure of the systems by X-ray diffractometry, differential scanning calorimetry, zeta potential and particle size measurements, and try to link the preservation of beta-carotene with microstructural considerations. The surfactant used for the stearic acid microparticulate systems was polysorbate 80 and formulations with 4 and 6% of total lipid were produced, in the absence and presence of alpha-tocopherol, and all systems showed high stability in terms of average particle diameter and size distribution, but only the particles containing alpha-tocopherol preserved the content of beta-carotene during the storage period of 7 months In the case of the tristearin microparticles the presence of a hydrocolloid (xanthan gum) was essential for avoid flocculation and improves the system stability, and formulations containing mixtures of surfactants (soybean phosphatidylcholine and polysorbate 60 and phosphatidylcholine and polysorbate 20) were tested. Among such systems, only the solidmicroparticles stabilized with phosphatidylcholine and polysorbate 60 showed stability in terms of average particle diameter and size distribution, and the system with less concentration of solid lipid did not show significant destabilization until the 4th month of storage. As for the nanoparticulated systems, formulations with 6% of total lipid were produced, testing one and two passages in high pressure homogenizer. Our results indicated the stearic acid solid nanoparticles did not exhibitalterations of size distribution, but average particle diameter increased along the time. On the other hand, the triestearin nanoparticles (both with one and two passage in high pressure homogeneizer) showed stability until two months of storage, in terms of average particle diameter, and the size distribution demonstrated to be more homogeneous for the systems submitted to two passages. As an overall conclusion, the microparticulated systems seemed to be more stable than the nanoparticulated ones, from the point of view of structure stability as well as in terms of beta-carotene preservation of beta-carotene

Zeolite characterization in the City of Urupema, SC, and its ability to remove Cu+2 from water solutions / Caracterização de zeólitas do Município de Urupema, SC, e sua capacidade de remoção de Cu+2 de soluções aquosas

This work had as objective to characterize and evaluate the capacity of copper (Cu) removal of a zeolite available in the high lands of Santa Catarina State, south of Brazil (basalt zeolite), comparing its efficiency with a commercial zeolite coming from Cuba. The zeolite"s mineralogical characterization was performed by X-ray diffractometry. The cationic capacity trade (CTC) was determined by the method of saturation with ammonium. The studies to assess the zeolite"s capacity to remove Cu were carried out in two stages: (i) without changing the ionic force of the solution and the solution pH;(ii) without changing the ionic force of the solution in two values of pH (4.5 and 5.5). The X-ray diffractograms samples in environment and warmed temperatures showed the occurrence of clinoptilolite in the commercial zeolite, and heulandite in the basalt zeolite. The CTC of the commercial zeolite (Clinptilolite) was higher than the basalt zeolite (Heulandite). However, such differences were not reflected in the capacity of copper removal from the water solutions. There were no statistical differences between the two zeolites for the medium percentage of copper removal in pH 8.3. The Cu adsorption percentage was not influenced by the pH increase from 4.5 to 5.5.

Este trabalho teve como objetivo caracterizar e avaliar a capacidade de remoção de cobre (Cu) de zeólitas disponíveis na região do Planalto Catarinense (zeólita basalto), comparando sua eficiência com uma zeólita comercial proveniente de Cuba. A caracterização mineralógica das zeólitas foi realizada por difratometria de raios-X. A capacidade de troca catiônica (CTC) foi determinada pelo método da saturação com amônio. Os estudos de capacidade de remoção de Cu pelas zeólitas foram divididos em duas etapas: (i) sem alteração da força iônica e sem alteração do valor de pH da solução; (ii) sem alteração da força iônica da solução em dois valores de pH 4,5 e 5,5. Os difratogramas de raios-X das amostras em temperatura ambiente e aquecidas evidenciaram a ocorrência de clinoptilolita na zeólita comercial, e heulandita na zeólita basalto. A CTC da zeólita comercial (Clinoptilolita) foi maior do que da zeólita basalto (Heulandita), porém isso não se refletiu na capacidade de remoção de cobre. Não houve diferença estatística entre as duas zeólitas para porcentagem média de remoção de cobre, em pH 8,3. A porcentagem adsorvida de Cu não foi influenciada pelo aumento do pH de 4,5 para 5,5.

Toxic Elements in phosphates, limestone and bone meal / Elementos tóxicos presentes em fosfatos, calcário e farinha de ossos

This study was conducted with the aim of identifying toxic elements present in products largely used in Brazilian agriculture and livestock: dicalcium phosphate, supertriple phosphate, supersimple phosphate, monoammonium phosphate, sulphur amonium phoshphate, ammoniated calcium polyphosphate, a farm-made bovine mineral supplement, a bone meal and a limestone. Many techniques were employed in such analyses: X-ray diffractometry, atomic absorption, colorimetric and gravimetric techniques and instrumental neutron activation. It was detected many elements classified as hazard and toxic elements by the (United States) ATSDR - Agency for Toxic Substances and Disease Registry such as aluminum, arsenic, barium, cerium, cesium, cobalt, fluoride, strontium, thorium, uranium, vanadium and zinc. It has also noted a high presence of Si as quartz in the bone meal and in the bovine mineral supplement. Bicalcic phosphate presents the smallest presence of hazardous elements.

Objetivou-se identificar elementos tóxicos presentes nos seguintes produtos intensivamente utilizados na agropecuária brasileira: fosfato bicálcico, fosfato supertriplo, fosfato supersimples, fosfato monoamônico, fosfosulfato de amônio, polifosfato de cálcio e amônio, sal mineral bovino artesanal, farinha de ossos e calcário. Para a detecção dos elementos tóxicos utilizou-se as técnicas de difratometria de raios-x, absorção atômica de forno de grafite, colorimetria, gravimetria e ativação neutrônica. Foram detectados diversos elementos tóxicos, assim classificados conforme a agência norte americana de registro de substâncias tóxicas e doença relacionadas - ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry) como alumínio, arsênio, bário, cério, césio, cobalto, flúor, estrôncio, tório, urânio, vanádio e zinco . Também foram observadas elevadas concentrações de silício na forma de quartzo na farinha de ossos e no sal mineral bovino. O fosfato bicálcico é o produto que apresenta a menor presença de elementos tóxicos. Summary: This study aimed to identify toxic elements present in products largely used in Brazilian agriculture and livestock: dicalcium phosphate, super-triple phosphate, super-simple phosphate, monoammonium phosphate, sulphur amonium phoshphate, ammoniated calcium polyphosphate, a farm-made bovine mineral supplement, a bone meal and a limestone. Many techniques

Mineralogy, chemical properties and classification of soils from the eastern coast mountains in Santa Catarina State, Brazil / Mineralogia, propriedades químicas e classificação de solos das Serras do Leste Catarinense

Information about genesis and mineralogical composition of Santa Catarina soils are scarce. The objectives of this work were to characterize the morphology, chemical, physical and mineralogical attributes of representative soil profiles of the eastern coast mountains of this region, to identify soil mineralogical composition and its relation with soil physical and chemical properties. Seven profiles of Ultisols and Oxisols (Argisols and Latosols in the Brazilian Classification System, respectively), derived from different lithologies, were selected for this study. Morphology of soils and physical aspects of the environment were described. Physical and chemical routine analyses were performed in the fine earth. In the clay fraction, samples were saturated with K, Mg and Mg plus ethylene glycol and analyzed by X-ray diffractometry. Silt was analyzed in powder. All soil profiles were acid, with low organic carbon and low sum of basis and basis saturation, indicating lixiviated and highly weathered soils. Clay soil composition was very similar among the soils. Kaolinite was the dominant clay mineral, with minor proportions of illite, vermiculite with hidroxy-Al interlayers and interstratified illite-vermiculite. Aluminum oxide (gibbsite) and quartz, were also detected in some profiles. Despite the occurrence of 2:1 clay minerals in some soils, CEC of clay was low, probably because

Dados sobre a composição mineralógica dos solos das serras litorâneas do sul de Santa Catarina são escassos. Este trabalho objetivou caracterizar, do ponto de vista morfológico, físico e químico, perfis de solo representativos desta região, bem como identificar os componentes mineralógicos desses solos e suas relações com as propriedades físicas e químicas. Selecionaram-se sete perfis de Argissolos e Latossolos, contemplando materiais de origem diferenciados. Os perfis foram descritos quanto à morfologia e aspectos do meio físico. Na argila fezse pré-tratamentos de saturação com K, Mg e Mg + etileno glicol para análises mineralógicas por difratometria de raios X. O silte foi analisado na forma de pó. A maioria dos perfis apresentou reação ácida, médios a baixos teores de carbono orgânico e baixos valores de soma e saturação por bases, indicando tratar-se de solos lixiviados e muito intemperizados. A mineralogia da fração argila revelou-se bastante similar entre os perfis, com caulinita como argilomineral dominante, seguida de proporções baixas de illita, vermiculita com polímeros de Al entrecamadas e interestratificados illita-vermiculita. Óxidos de alumínio do tipo gibbsita, bem como quartzo, também foram constatados em alguns perfis. Apesar da proporção expressiva de argilominerais 2:1 em vários solos, a CTC da fração argila dos solos foi baixa, provavelmente porque os referi