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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-20200111-155156
Document
Author
Full name
Maria Luiza de Souza Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2005
Supervisor
Title in Portuguese
Biogeoquímica de elementos traço em solos de sistemas estuarinos: manguezais do Estado de São Paulo (Brasil) e Marismas da Galícia (Espanha)
Keywords in Portuguese
BIOGEOQUÍMICA
ECOSSISTEMAS ESTUARINOS
MANGUEZAIS
MARISMAS
OLIGOELEMENTOS
SOLOS
Abstract in Portuguese
O uso de um largo espectro de substâncias químicas em atividades humanas, domésticas e industriais, aliados a direção preferencial do desenvolvimento em áreas costeiras, continua contribuindo para a contaminação ambiental com importante incremento na concentração dos elementos traço. Uma vez que a acumulação destes elementos traço em sistemas estuarinos é um processo que depende basicamente de alterações nos estados de oxi-redução na interface água-solo, fatores que alterem as condições biogeoquímicas do solo alterarão também as taxas de acumulação de elementos traço nos solos destes ambientes. O presente estudo foi proposto com o objetivo principal de estabelecer o comportamento geoquímico de diversos elementos traço relacionado à geoquímica do Fe e S em solos de sistemas estuarinos de clima tropical (manguezais) e de sistemas estuarinos de clima temperado (marismas) com diferentes graus e tipos de contaminação, como também, de verificar os níveis de base dos elementos traço nos solos dos manguezais e das marismas. O material do trabalho foi composto por 15 perfis de solos procedentes de diferentes manguezais do litoral paulista, sendo 11 destes pertencentes a Baixada Santista, os quais apresentam diferentes tipos de impactos antrópicos e os outros 4 perfis de solos pertencentes a Ilha do Cardoso, a qual se apresenta livre de impacto antrópico, e por 5 perfis de solos procedentes dos sistemas de marisma da Costa da Galícia (Espanha). Foram determinados pH, potencial redox (Eh), conteúdo de carbono orgânico total (TOC), S total, N total, conteúdo total e fracionamento dos elementos traço nos solos. O método de fracionamento seguido para os metais traço foi uma combinação de métodos anteriormente propostos para meios sedimentares, cuja aplicação permitiu diferenciar com maior precisão a fração pirítica. Os solos de manguezais se caracterizaram por apresentar uma ampla variação em seu conteúdo em matéria orgânica e o pH situou-se próximo à neutralidade. As condições de oxidação-redução dominantes nos solos de manguezais foram anóxicas em superfície, inclusive, enquanto que os solos das marismas mostraram uma variabilidade muito mais ampla, oscilando entre condições óxicas a anóxicas. Comparando os solos dos dois sistemas estudados, os das marismas apresentaram um grau de enriquecimento em elementos traço maior que o dos solos dos manguezais. A piritização do Fe, do Mn e dos elementos traço considerados, foi muito mais intensa nos solos de manguezais do que nos das marismas. Independentemente do tipo de ambiente (marisma ou manguezal), a incorporação dos elementos traço à fração pirítica não depende unicamente das condições redox dos solos, mas também do comportamento geoquímico de cada elemento em particular. Ainda que todos os metais considerados tenham apresentado correlações significativas com o Fe pirítico, o grau de piritização foi muito diferente para cada um deles. Neste sentido a ordem de incorporação dos metais traço na fração pirítica foi Cu>>Ni>Zn~Cr>Hg. Porém, deve-se ressaltar que os resultados de piritização obtidos para o Zn podem estar subestimados, uma vez que o ZnS é solúvel em meio ácido. Quanto ao Hg, este elemento deve ser objeto de futuros estudos mais específicos, onde se considerem outras formas geoquímicas como o Hg elementar.
Title in English
Biogeoghemistry of trace elements in soils from estuarine systems: Mangroves from São Paulo state (brazil) and Salt-Marshes from Galícia (Spain)
Abstract in English
The use of a wide spectrum of chemical substances in human activities ( domestic and industrial) allied to the preferential direction of the development in coastal areas, contribute to environment contamination with important increment in trace elements concentration. Since the process of trace elements accumulation in estuarine systems depends on oxi-reduction alterations at soil-water interface, factors that modify biogeochemical conditions of soil will modify the accumulation rates of trace elements in these environments. Toe objectives of this study were to establish the geochemical behavior of trace elements related to Fe and S geochemistry in tropical (mangrove) and temperate (salt-marshes) estuarine soils with different degrees and types of contamination, and also, to verify the critica! leveis of trace elements in these soils. Toe study was developed in 15 soil profiles from different mangroves at the São Paulo State (Brazil) and 5 soil profiles from salt marshes in Galicia (Spain). Eleven mangrove soils presented some kind of human impact while four were free from any human interference. Redox potential (Eh), pH, total organic carbon content (TOC), total S, total N, total trace elements concentration and speciation of trace elements were assed. Speciation of trace elements was determined using a combined method of sequential- extraction which allowed a precise determination of pyritic iron. Physico-chemical conditions in mangrove soils were marked by pH values dose to neutrality and by anoxia (negative Eh values in all layers), while salt marshes soils showed Eh and pH values varying within a broader interval ( anoxic and oxidizing conditions ). Salt marshes soils presented a higher enrichment degree of trace elements while pyritization of Fe, Mn and trace elements was higher in mangrove soils. ln both environments pyritization seemed to be ruled by the distinct geochemical behavior of each trace element. Although significant correlations between piritic-Fe and trace elements were found, the degree of pyritization was very different for each one of them. Incorporation of trace elements to pyritic fraction followed the order Cu>>Ni>Zn~Cr>Hg, however, values of Zn pyritization may have been underestimated since ZnS is soluble in acid media. We also show the need of further studies on Hg geochemical behavior and the importance of considering elemental Hg in order to obtain more reliable results.
 
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Publishing Date
2020-01-11
 
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