Teor e distribuição de elementos terras raras e comparação de métodos de extração de elementos traço em solos brasileiros

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Paye, Henrique de Sá
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; BR; Fertilidade do solo e nutrição de plantas; Gênese, Morfologia e Classificação, Mineralogia, Química,; Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas; UFV
• Palavras-chave em Português: Terras raras; Lantanídeos; Padrões de qualidade; Extratores; Rare earths; Lanthanides; Quality standards; Extractors; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1665

Terras raras são elementos estratégicos para o país. Formam um grupo de 17 elementos químicos, que se assemelham em razão de suas propriedades químicas, magnéticas e de fluorescência, que os tornam insumos insubstituíveis na indústria de alta tecnologia. Considerando o rápido aumento da demanda de terras raras para uso na tecnologia de ponta, a contaminação do meio ambiente por esses elementos e outros elementos associados é passível de aumentar. Neste caso, conhecer os teores naturais ou background concentration de elementos terras raras (ETR) e outros elementos traço (ET) em solos é fundamental para o monitoramento dos impactos das atividades humanas e compreender a extensão da influência antrópica sobre o meio ambiente. No Brasil vários estudos buscaram determinar os teores naturais de alguns ET em solos de algumas regiões com objetivo de estabelecer valores de referência para o monitoramento da qualidade ambiental. Entretanto, estudos sobre teores de ETR em solos brasileiros são escassos e nenhum estudo procurou estabelecer os valores de background para esses elementos. Além disso, vários questionamentos em relação à seleção correta do método de extração de ET visando o diagnóstico ambiental e o estabelecimento de padrões de qualidade para solos têm sido recorrentes. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo determinar os teores naturais e a distribuição de ETR em 144 amostras de solos brasileiros, investigar a relação entre a distribuição desses elementos e alguns atributos de solo e estabelecer o background. Ainda, foram comparados dois métodos de extração de elementos traço, EPA 3050B (extração pseudototal) e HNO3+HF em chapa aquecedora (extração total), em um material de referência certificado (MRC) e em 30 amostras de solo, tendo em vista a obtenção dos valores de referência de qualidade do solo (VRQs). Dezesseis ETR (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu) e 10 ET (As, Ba, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Zn) foram analisados por espectrometria de massa com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). Os resultados mostraram ampla variabilidade dos teores de ETR entre as amostras de solo. As rochas alcalinas foram responsáveis pelos maiores teores médios da maioria dos ETR encontrados nos solos, seguidos pelas rochas sedimentares, sedimentos argilosos inconsolidados, rochas metamórficas, rochas ígneas básicas, sedimentos siltosos e arenosos inconsolidados e rochas ígneas ácidas. Entre os atributos de solos que, em geral, mostraram maior correlação linear (p < 0,05) com os teores de ETR estão os óxidos de Fe, Ti, Al, Mn, argila e matéria orgânica. Gráficos Q- Q normal e boxplot foram eficientes para reconhecer padrões de dados e detectar valores discrepantes da base de dados analítico e, portanto, determinar os valores limite (threshold values) e definir a faixa de variação do background. Quanto aos métodos analíticos, ambos apresentaram alta precisão (coeficiente de variação < 4%) para todos os elementos no MRC, sendo o método de extração total, o que apresentou a maior precisão média (0,58 %) para os 10 ET. Quanto à exatidão, altas percentagens de recuperação (91 103 %) para todos os ET, exceto Sb (83 %) e Mo (47 %), foram obtidos pelo método de digestão total para o MRC. Por outro lado, as percentagens de recuperação obtidas pelo método pseudototal foram, em geral, baixas (4 79 %). Em média, os teores de ET extraídos pelo método de digestão total foram significativamente superiores (p < 0,05) aos extraídos pelo método pseudototal para as amostras de solo. A análise de regressão confirmou que os métodos diferem estatisticamente, embora sejam altamente correlacionados para todos os elementos, exceto para Ba. Valores de referência de qualidade para ET, estabelecidos a partir de dados obtidos pelo método HNO3+HF em chapa aquecedora, foram superiores aos obtidos pelo método EPA 3050B para todos os elementos. Além disso, vários VRQs apresentaram-se superiores aos valores de prevenção estabelecidos pelo CONAMA.