Electro-removal of copper, chromium, and arsenic from chromated copper arsenate treated waste wood / Eletro-remoção de cobre, cromo e arsênico de resíduos de madeira tratada com arseniato de cobre cromado

ABSTRACT Wood is a renewable material considered eco-friendly and used for various purposes. While wood treated with chromated copper arsenate (CCA) does not deteriorate, its final disposal may entail risks due to the concentration and toxicity of the components. The removal of CCA from wood can be achieved in different ways. This study focuses on the reduction of the concentrations of Cu, Cr, and As chemical species by the electro-removal technique, aiming to obtain biomass with low deleterious potential that would allow multiple uses or safe disposal in landfills. The analytical results showed reductions of 79.5, 87.4, and 81.3% in the mean concentrations of Cu, Cr, and As, respectively. It is worth mentioning the occurrence of the fungus Xylaria sp. after treatment 6 (60 min, 5 g, and 25 V), further suggesting that the method was effective. Samples of these fungi were identified from isolates by culture in medium, DNA extraction, and sequencing of the Internal Transcribed Spacer (ITS) region.

RESUMO A madeira é um material renovável, considerado ecologicamente correto e utilizado para diversos fins. Embora a madeira tratada com arseniato de cobre cromado (CCA) não se deteriore facilmente, seu descarte final pode acarretar riscos devido à concentração e toxicidade dos componentes. A remoção do CCA da madeira pode ser realizada de diferentes maneiras. Este estudo teve como foco a redução das concentrações de espécies químicas Cu, Cr e As pela técnica de eletro-remoção, visando obter uma biomassa com baixo potencial deletério que permitiria múltiplos usos ou disposição final segura em aterros sanitários. Os resultados analíticos mostraram reduções de 79,5; 87,4 e 81,3% nas concentrações médias de Cu, Cr e As, respectivamente. Vale ressaltar a ocorrência do fungo Xylaria sp. após o tratamento 6 (60 min, 5 g e 25 V), sugerindo ainda que o método foi eficaz. Amostras desses fungos foram identificadas dos isolados por meio de cultura em meio, extração de DNA e sequenciamento da região do espaçador transcrito interno (ITS).

Tannic extract potential as natural wood preservative of Acacia mearnsii.

High toxicity of the preservatives most frequently used in wood treatment and the resulting risks of handling pose a threat to small producers and to the environment. In an attempt to mitigate these problems, the present study was conducted with the objective of evaluating the preservative effect of tannic extract on biodeterioration of Acacia mearnsii wood. For this purpose, untreated and preserved specimens, some with tannin extract and some with a preservative mixture based on CCB (Chromated Copper Borate), were submitted to accelerated rotting trials with the fungus that causes white rot (Pycnoporus sanguineus) for 16 weeks. The evaluations were made with a basis on weight loss and chemical components analysis, and they showed that the natural resistance of Acacia wood is moderate when exposed to the white rot fungus. The tannin concentrations showed similar effects to those of the CBB mixture in all evaluations, i.e., they significantly increased the biological resistance of the material, which started to be classified as very resistant to the fungus. Overall, the results suggest that tannin can be considered as a potential natural preservative product.

Tannic extract potential as natural wood preservative of Acacia mearnsii

ABSTRACT High toxicity of the preservatives most frequently used in wood treatment and the resulting risks of handling pose a threat to small producers and to the environment. In an attempt to mitigate these problems, the present study was conducted with the objective of evaluating the preservative effect of tannic extract on biodeterioration of Acacia mearnsii wood. For this purpose, untreated and preserved specimens, some with tannin extract and some with a preservative mixture based on CCB (Chromated Copper Borate), were submitted to accelerated rotting trials with the fungus that causes white rot (Pycnoporus sanguineus) for 16 weeks. The evaluations were made with a basis on weight loss and chemical components analysis, and they showed that the natural resistance of Acacia wood is moderate when exposed to the white rot fungus. The tannin concentrations showed similar effects to those of the CBB mixture in all evaluations, i.e., they significantly increased the biological resistance of the material, which started to be classified as very resistant to the fungus. Overall, the results suggest that tannin can be considered as a potential natural preservative product.

Axial variation of basic density of Araucaria angustifolia wood in different diameter classes / Variação axial da massa específica básica da madeira de Araucaria angustifolia em diferentes classes diamétricas

ABSTRACT: The study of the wood characteristics is of fundamental importance for the correct use of this raw material and, among its properties, the basic density is a major, being reference in the quality of this material. This study aimed to evaluate the axial variation of basic density of the wood of Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze in different diameter classes. For this, three trees were selected in six diameter classes, called class 1 (20-30cm), class 2 (30.1-40cm), class 3 (40.1-50cm), class 4 (50.1-60cm), class 5 (60.1-70cm) and class 6 (70.1-80cm). From each individual sampled was withdrawn a disc at 0.1m (base), 25, 50, 75 and 100% of the height of the first live branch and in the diameter at 1.30m from the ground (DBH), which were used for determining basic density. The weighted average basic density was equal to 0.422g cm-3 and, regardless of the diameter class analyzed, this property decreased in the axial direction. Diameter induced variation of basic density, but has not been verified a positive or negative systematic tendency in relation to the sampled interval.

RESUMO: O estudo das características da madeira é de fundamental importância para o correto uso dessa matéria-prima e, dentre as suas propriedades, a massa específica é uma das principais, por ser referência na qualidade desse material. Este estudo teve por objetivo avaliar a variação axial da massa específica básica da madeira de Araucaria angustifolia (Bertoloni) O. Kuntze, em diferentes classes de diâmetros. Para isso, três árvores foram selecionadas em seis classes diamétricas, denominadas de classe 1(20-30cm), classe 2 (30,1-40cm), classe 3 (40,1-50cm), classe 4 (50,1-60cm), classe 5 (60,1-70cm) e classe 6 (70,1-80cm). De cada indivíduo amostrado, foi retirado um disco a 0,1m (base), 25, 50, 75 e 100% da altura do primeiro galho vivo e no diâmetro a 1,30m do solo (DAP), que foram utilizados para a determinação da massa específica básica. O valor médio ponderado da massa específica básica foi igual a 0,422g cm-3 e, independentemente da classe diamétrica analisada, essa propriedade decresceu no sentido axial. O diâmetro induziu a variação da massa específica básica, porém não foi verificada uma tendência sistemática positiva ou negativa em relação ao intervalo amostrado.

Produtividade energética de espécies florestais em plantios de curta rotação / Energy productivity of forest species in short rotation plantings

This study aimed to determine the energy productivity of the different compartments of above ground biomass of forest species: Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth and Ateleia glazioviana Baill distributed in different spacing in planting: 2.0x1.0m, 2.0x1.5m, 3.0x1.0m and 3.0x1.5m, at ages of 1 and 3 years. The study was conducted in an experiment in the city of Frederico Westphalen-RS, in experimental design of randomized complete block with three replications. The determination of the energy productivity was carried out through the measurement of values of above ground biomass and power calorific value of each compartment. The different planting spacings induced different yields of biomass energy, and it was found a systematic negative trend in relation to the living space provided by lower planting space. The energy productivity achieved in the third year for all species, were higher than those of the first year. The species Eucalyptus grandis presented the greatest potential for energy productivity of wood and for the other species, equivalent to twice the Acacia mearnsii, the denser spacing (2.0x1.0m).

Este trabalho teve como objetivo determinar a produtividade energética dos diferentes compartimentos da biomassa da parte aérea das espécies florestais Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth e Ateleia glazioviana Baill distribuídas em diferentes espaçamentos em plantio: 2,0x1,0m; 2,0x1,5m; 3,0x1,0m e 3,0x1,5m, nas idades de 1 e 3 anos. O estudo foi conduzido em um experimento localizado no município de Frederico Westphalen-RS, em delineamento experimental de blocos completos casualizados em três repetições. A determinação da produtividade energética foi realizada a partir da mensuração dos valores de biomassa da parte aérea e do poder calorífico superior de cada compartimento. Os diferentes espaçamentos de plantio induzem a diferentes produtividades energéticas, sendo verificada uma tendência sistemática negativa em relação ao espaço vital proporcionado pelos menores espaçamentos de plantio. As produtividades energéticas obtidas no terceiro ano, para todas as espécies, foram superiores às do primeiro ano. A espécie Eucalyptus grandis apresentou a maior potencialidade de produtividade energética de madeira em relação às outras espécies, equivalente a duas vezes a Acacia mearnsii, no espaçamento mais adensado (2,0x1,0m).

Variação longitudinal da massa específica básica da madeira de Cordia americana e Alchornea triplinervia / Longitudinal variation of basic density of Cordia americana and Alchornea triplinervia wood

A massa específica básica (MEb) é um dos principais parâmetros das propriedades da madeira. Considerando isso, este estudo teve por objetivo avaliar a variação longitudinal da MEb da madeira de Cordia americana (Linnaeus) Gottshling & J.E. Mill e de Alchornea triplinervia (Sprengel) Müller Argoviensis. As árvores foram selecionadas em um fragmento de Floresta Estacional Decidual Aluvial, em Iraí-RS, que, após o abate, foram medidas e cubadas pelo método de Smalian. Para a determinação da MEb, foram retirados discos nas posições da base, 25, 50, 75 e 100% da altura comercial e no diâmetro à altura do peito (DAP), 1,30 m do solo. Os resultados indicaram que a MEb da madeira de Alchornea triplinervia (S.) apresentou padrão homogêneo no sentido longitudinal do fuste; diferentemente da variação encontrada para Cordia americana (L.), em que os maiores valores dessa característica foram observados na base, com tendência decrescente até o topo das árvores.

The specific gravity (MEb) is one of the main parameters of wood properties. Considering that, this study aimed to evaluate the longitudinal variation of the basic density of the wood of Cordia americana (Linnaeus) Gottshling & J.E. Mill and Alchornea triplinervia (Sprengel) Müller Argoviensis. The trees were selected in a fragment of subtropical semideciduals forest (local name Floresta Estacional Decidual), in Iraí-RS, Brazil that, after logging, were measured and scaled by the method of Smalian. To examine the wood density, discs were collected with about two centimeters at positions base, 1.3 m (DBH), 25, 50, 75 and 100% of the height along de stem. Two wedges being withdrawn symmetrical and opposite, which was obtained green volume, wood saturated and dry weight in an oven at 103C (±2°C). Alchornea triplinervia (S.) showed homogeneous wood density in the longitudinal direction of the stem, and Cordia americana (L.) had decreased wood density towards base-top.

Idade de segregação do lenho juvenil e adulto para Pinus elliottii Engel / Age of segregation of juvenile and mature Pinus elliottii Engel wood

A madeira juvenil em maior proporção no fuste e suas características físicas, mecânicas, químicas e anatômicas diminuem a qualidade do material. Esse estudo teve como objetivo estimar a idade de segregação do lenho juvenil e adulto pelo comprimento dos traqueoides em Pinus elliottii Engel, aos 30 anos de idade. Para tanto, seis árvores foram selecionadas, com base no diâmetro dominante, em um povoamento localizado no Colégio Agrícola de Frederico Westphalen/UFSM. Após o abate, no disco correspondente a 0,15 metros de altura, foram marcadas e seccionadas baguetas centrais de onde se retirou o lenho inicial dos trinta anéis de crescimento, no sentido medula-casca, para maceração. A segregação dos dois tipos de lenhos foi determinada pela variação radial da característica anatômica em estudo através de duas regressões lineares simples. Os resultados indicaram que o comprimento dos traqueoides apresentou padrão de variação crescente no sentido medula-casca, indicando assim que os menores valores foram observados próximos à medula e correspondem aos primeiros anéis de crescimento. A idade de segregação do lenho de Pinus elliottii definida por meio do comprimento de traqueoides foi de, aproximadamente, dez anos.

The juvenile wood in greater proportion in the stem and its physical, mechanical, chemical and anatomical characteristics decrease the quality of the material. This study was undertaken to estimate the segregation age of juvenile and mature wood by tracheid length of Pinus elliottii Engel, at 30 years of age. Six trees were selected, on the basis of the dominant diameter, in a stand located in Agricultural College of Frederico Westphalen/UFSM. After cutting down, in the disk corresponding to the 0.15 meters, were marked and sectioned centrals baguettes from where was removed the initial wood of the thirty growth rings, in pith-to-bark direction, for maceration. The segregation of the two types of wood was defined by radial variation of the anatomical characteristic in study through two simple linear regressions. The results indicated that the tracheid length showed a pattern of increasing from pith to bark, indicating that the lowest values were observed near the pith and correspond to the first growth rings. The age of segregation of the Pinus elliottii wood defined by tracheid length was, approximately, ten years-old.

Variação axial e efeito do desbaste na massa específica das árvores centrais de Eucalyptus grandis / Axial variation and effect of thinning on basic density of central trees of Eucalyptus grandis

Este estudo teve como objetivo avaliar a variação axial e o efeito do desbaste na massa específica das árvores centrais de Eucalyptus grandis aos 18 anos de idade. Para tanto, foi analisado um experimento situado próximo ao litoral do Rio Grande do Sul, instalado em delineamento blocos ao acaso com quatro repetições. Os tratamentos foram definidos devido ao número de desbastes aplicados e variaram de zero até seis intervenções. As árvores foram selecionadas, em cada tratamento, com base no diâmetro central e, após o abate, foram medidas e cubadas pelo método de Smalian. Em seguida, foram retirados discos nas posições 0, 25, 50, 75 e 100 por cento da altura comercial e na altura do peito (DAP), destinados à determinação da massa específica. Os resultados indicaram que a massa específica básica apresentou um decréscimo até a região do DAP, seguido de acréscimo, sem tendência de estabilização com a altura em todos os tratamentos analisados. O desbaste induziu a variação da massa específica básica em árvores centrais, porém não foi verificada uma tendência sistemática positiva ou negativa em relação ao espaço vital proporcionado pelo desbaste.

This study was undertaken to evaluate the axial variation and the effect of thinning on the basic density of Eucalyptus grandis central diameter trees with 18 years of age. A thinning experiment, located in the northern coast of Rio Grande do Sul, installed in random blocks with four repetitions was evaluated. The treatments were defined according to the number of interventions applied that ranged from zero to six. The trees were selected, in each treatment, on the basis of the central diameter. After cutting down, the trees were measured and the volume determined by Smalian method. Afterwards, disks were taken at the base, 25, 50, 75 and 100 percent of the commercial height, and at the breast height (DBH), for basic density determination. The results indicated that basic density showed a decrease up to DBH, followed by an increase, without a clear tendency to stabilize with the height in all treatments analyzed. The thinning caused variation in basic density of the central trees; however, there was no positive or negative precise trend related to the beneficial space provided by thinning.

Interceptação da radiação luminosa pelo dossel de espécies florestais e sua relação com o manejo das plantas daninhas / Interception of radiation by the canopy of forest species and its relationship with the weed control requirement

A energia da radiação solar absorvida pelas plantas é fator determinante da taxa fotossintética e pode limitar a produção, o acúmulo de biomassa e o desenvolvimento das plantas. O objetivo do trabalho foi avaliar a interceptação da radiação luminosa e sua relação com a necessidade de manejo de plantas daninhas através de coroamento e roçada, nas espécies florestais: Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth e Ateleia glazioviana Baill, nos espaçamentos: 2,0x1,0m; 2,0x1,5m; 3,0x1,0m e 3,0x1,5m. A medição da radiação luminosa foi realizada mensalmente durante o período de 0 a 360 dias após o plantio. Os pontos de amostragens foram entre as plantas na linha e na entre-linha de plantio. O coroamento e a roçada não foram necessários quando os níveis de interceptação de radiação fotossinteticamente ativa foram maiores que 60 por cento. Porém, tornaram-se necessários a partir do segundo mês após o plantio e com frequência de 60 dias para todas as espécies até os primeiros 180 dias. O coroamento foi dispensado para a espécie E. grandis a partir dos 210 dias e para A. mearnsii e M. scabrella após os 240 dias após o transplante. A roçada foi dispensada somente para a espécie E. grandis nos espaçamentos 2,0x1,0m e 2,0x1,5m a partir dos 210 e 240 dias após o plantio, respectivamente.

The energy of solar radiation absorbed by the plants is a decisive factor of the photosynthesis tax and it can limit the production, the biomass accumulation and the development of the plants. The objective of the research was to evaluate the interception of the luminous radiation and her relationship with the need of handling undesirable plants through crowning and mowing, in the forest species: Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth e Ateleia glazioviana Baill, submitted at levels spacing: 2,0x1,0m; 2,0x1,5m; 3,0x1,0m and 3,0x1,5m. The measurement of the luminous radiation was accomplished monthly during the period from 0 to 360 days after the planting. The points of samplings were among the plants in the line and in the planting among-line. The crowning and mowing were not necessary when the levels of interception of radiation photosynthesis activate were larger than 60 percent. However, they became necessary starting from the second month after the planting and with a frequency of 60 days for all the species until the first 180 days. The crowning was spared for the species E. grandis starting from the 210 days and for A. mearnsii and M. scabrella after the 240 days after the transplant. Cleared was given only for the species E. grandis in the spacings 2,0x1,0m and 2,0x1,5m starting from the 210 and 240 days after the planting, respectively.

Resistência inicial de quatro espécies arbóreas em diferentes espaçamentos após ocorrência de geada / Initial resistance of four arboreal species in different spacing after frost occurrence

A ocorrência de geada, dependendo do grau de dano, pode se tornar um fator limitante para a condução de florestas de curta rotação. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento após ocorrências de geadas das espécies florestais Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth e Ateleia glazioveana Baill submetidas a níveis de espaçamento de 2,0x1,0m; 2,0x1,5m; 3,0x1,0 e 3,0x1,5m um ano após o plantio, na região Norte do Rio Grande do Sul. Os danos (resistência a geada) foram avaliados segundo o sistema de notas de 0 a 10, conforme a intensidade do dano na planta. Os graus de resistência à geada foram determinados em função da intensidade do dano na planta. Os níveis de espaçamento estudados não afetaram respostas das espécies em relação ao dano ocasionado por geada. A espécie Mimosa scabrella apresentou ser resistente, enquanto que Eucalyptus grandis e Ateleia glazioveana, tolerantes. Já a Acacia mearnsii apresentou ser moderadamente tolerante a tolerante.

The frost occurrence depending on the damage degree, can become a limit factor for the transport of forests of short rotation. The present research has as objective evaluate the behavior after occurrences of frosts of the species forest Acacia mearnsii De Wild, Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden, Mimosa scabrella Benth and Ateleia glazioveana Baill were submitted to levels of spacing of 2.0 x 1.0m; 2.0x1.5m; 3.0x1.0m and 3.0x1.5m one year after the planting, in the North of Rio Grande do Sul. The damages (resistance to frost) were appraised according to scale 0 to 10 according to the intensity of the damage in the plant. The frost resistance degrees were certain in function of the intensity of the damage in the plant. The spacing levels studied didn't affect the species answers in relation to the damage caused by frost. The species Mimosa scabrella presented to be resistant, while Eucalyptus grandis and Ateleia glazioveana tolerant. Already the Acacia mearnsii was moderately tolerant to tolerant.