Desenvolvimento e avaliação de traçador de erosão hídrica contendo terras raras como assinatura química

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Villela, João Marcos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: elementos terras raras; erosão hídrica; erosion tracers; ion exchange; montmorillonite; montrnorilonita; rare earth elements; sedimentos; sediments; traçadores de erosão; troca iônica; water erosion
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-09052024-111952/

A extensão dos impactos econômicos e ambientais causados pela erosão do solo ressalta a importância de compreender a dinâmica de redistribuição dos sedimentos ao longo da paisagem. O entendimento dessa dinâmica permite direcional medidas mais efetivas de conservação do solo. Vários métodos de rastreamento foram propostos para esa finalidade (radionuclídeos, fingerprint, terras raras, substâncias magnéticas, entre outros), porém nenhum deles reúne todos os requisitos de um traçador ideal. Por esse motivo, novas abordagens estão em desenvolvimento. Assim, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma argila montmorilonita marcada com elementos terras raras (ETRs) como \"assinatura química\" e avaliar seu potencial uso como um traçador de erosão hídrica. A incorporação desses elementos na argila foi realizada via troca iônica utilizando um resíduo industrial (C1La40-INB) como nova fonte de ETRs. Após a troca iônica, a argila marcada com o resíduo industrial (La40-MMT) foi submetida a uma rotina de análises de caracterização química (espectroscopia de infravermelho e espectrometria de massa por plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e fluorescência (de raios-X) e física (difratometria de raios-X, micrografia eletrônica de varredura e fisissorção de N2) para avaliar os efeitos da incorporação da \"assinatura química\". A La40-MMT foi comparada com outra argila marcada com uma fonte comercial (LA-MMT), que serviu como material de referência. A estabilidade química das argilas também foi avaliada no experimento de dessorção sob diferentes condições de pH (1, 4, 7, 9 e 12). Esse experimento permitiu verificar se haveria variação do teor de ATRs contidos nas argilas, principalmente no pH do solo utilizado (entre 4 e 6). Com a confirmação da estabilidade química, a La40-MMT foi submetida a testes de mobilidade vertical e horizontal utilizando um solo típico do bioma Cerrado (Neossolo Quartzarênico). O teste de mobilidade vertical foi realizado utilizando colunas de solo, a fim de determinar o alcance da argila marcada ao longo de seu perfil. Enquanto a mobilidade horizontal foi avaliada em parcelas de erosão sob chuva simulada (miniparcela: 1 x 0,5 x 0,3 m) e sob chuva natural (parcela: 20 x 5 m), com objetivo de identificar a presença da argila marcada nos sedimentos coletados. A detecção da argila La40-MMT nos sedimentos em ambos experimentos foi determinada pela técnica de spectrometria de massa por plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). Após cumprir todas essas etapas, verificou-se a eficiência do método proposto em produzir um traçador quimicamente estável, capaz de se mover com o solo e posteriormente ser identificado. Além disso, também foi possível sintetizar um novo traçador com resíduo industrial (LA40-MMT), viabilizando economicamente sua produção e uso em larga escala, contendo uma \"assinatura química\" composta (Nd, La e Pr) que permite ampliar sua detecção nos sedimentos e verificar sua dinâmica de redistribuição dentro da paisagem.