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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.76.2001.tde-17012008-154518
Document
Author
Full name
André Mauricio Brinatti
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2001
Supervisor
Committee
Mascarenhas, Yvonne Primerano (President)
Doriguetto, Antônio Carlos
Libardi, Paulo Leonel
Martin Neto, Ladislau
Santos, Carlos de Oliveira Paiva
Title in Portuguese
Uso de espectroscopias e difração de raios X aplicadas à caracterização mineralógica de solos
Keywords in Portuguese
Difração de raios X
Espectroscopias
Método de Rietveld
Mineralogia
Solos
Abstract in Portuguese
Com a intenção de contribuir nas áreas de física aplicada a solos, agronomia e geologia, foi analisada a constituição mineralógica de três solos: Terra Roxa Estruturada Eutrófica da região de Piracicaba-SP, Cambissolo e Latossolo Vermelho-Escuro ambos da região de Ponta Grossa-PR, com a utilização da Difração de Raios X e o emprego do Método de Rietveld que é largamente utilizado na área de cristalografia de materiais policristalinos e recentemente, ainda com poucos trabalhos na literatura, utilizado em mineralogia. Estes solos foram coletados de vários horizontes. Cada horizonte foi fracionado em várias faixas de tamanhos de partículas, por peneiração foi obtida a fração areia grossa e por sedimentação as demais frações: areia fina, silte e argila, tendo sido obtidas 44 amostras. Devido à complexidade mineral de cada amostra, foram utilizadas também as seguintes técnicas espectroscópicas: Fluorescência de Raios, Emissão Atômica com Fonte de Plasma Induzido, lnfravermelho e Mossbauer, além de alguns testes preliminares com a Difração de Raios X que contribuíram de maneira significativa para o reconhecimento das fases presentes (minerais) permitindo que o Método de Rietveld pudesse fornecer, com segurança, dados quantitativos (porcentagem em massa) dos minerais presentes. De uma maneira geral, comparando os três solos estudados, pode-se afirmar que a grande diferença da Terra Roxa Estruturada Eutrófica é a maior presença dos argilominerais (caulinita, nacrita e haloisita), presença de ilmenita, com pouca quantidade de anatásio, rutílio e gibbsita. O Cambissolo mostra pequenas quantidades de hematita e goethita, e o grande diferencial do Latossolo Vermelho-¬Escuro é a presença marcante de gibbsita. Como critério para uma análise da aplicabilidade do Método de Rietveld em amostras de solo foram considerados os índices de qualidade RB (R-fator de Bragg) e RF (R-fator de estrutura) e os erros nas porcentagens em massa de cada mineral. Resultados bem sucedidos foram obtidos com o lote de amostras do Latossolo Vermelho-Escuro e com menos sucesso com os lotes de amostras dos outros dois solos. Desta forma, é possível utilizar o Método de Rietveld aliado à Difração de Raios X e às técnicas espectroscópicas para a caracterização mineralógica de solos.
Title in English
Spectroscopies and X-Ray Diffraction Applied to the Soils Mineralogical Characterization
Keywords in English
Mineralogy
Rietveld method
Soils
Spectroscopies
X-Ray diffraction
Abstract in English
The mineralogical constitution of three soils (Eutrophic Structured Dusky-¬Red Earth from the region of Piracicaba, São Paulo, Cambisol and Dark-Red Latosol both from the region Ponta Grossa, Paraná) was studied with the intention of contributing to the areas of physics applied to soil, agronomy and geology. The X-Ray Diffraction analysis, were done with the Rietveld Method. This method is widely employed for the crystalline characterization of polycrystalline materials and recently in mineralogical studies, yet with few works reported. Each soil was collected in several horizons. Each horizon was fractionated in several size range of particles: the coarse sand fraction was obtained by sieving and the fine sand, silt and clay fractions were obtained by sedimentation, in a total of 44 samples. Due to the mineral complexity of each sample, the following spectroscopics techniques were simultaneously used: X-ray Fluorescence, lnductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry, lnfrared and Mössbauer, besides some preliminary X-ray Diffraction tests that contributed in a significant way for the acknowledgement of the present phases (minerals) and the Rietveld Method supplied, accurate, quantitative data (in mass percentage) of present minerals. In a general way, the comparison of the three studied soils showed that Eutrophic Structured Dusky-Red Earth has the largest amount of clay minerals (kaolinite, nacrite, halloysite), and the presence of ilmenite, with small quantities of anatase, rutile and gibbsite. The Cambisol shows smaller amount of hematite and goethite, and the marked presence of gibbsite is the great difference of Dark-Red Latosol. A criterion for the applicability of Rietveld Method in soil samples was according to the values of the quality indices RB (R-Bragg factor) and RF (R-structure facto r) and mass percentage errors for each mineral. Good results were obtained for the Dark-Red Latosol's lot. For the other soils, those indices were obtained with less success. In this way, we have shown that it is possible to use the Rietveld Method associated with the X-Ray Diffraction and the spectroscopics techniques for the soils mineralogical characterization.
 
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AndreBrinatti2.pdf (13.56 Mbytes)
Publishing Date
2008-01-18
 
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