Distribuição de potássio, magnésio e outros metais em minerais de sedimentos do grupo barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo

Distribution of potassium, magnesium and other metals in minerals of barreiras group sediments in the region of Aracruz, Espírito Santo state, Brazil

Resumos

Os sedimentos do Grupo Barreiras são muito pobres em minerais primários fontes de nutrientes. Para estudar a distribuição de K, Mg e outros metais em minerais das frações argila, silte e areia, coletaram-se 11amostras nas profundidades de 0,7; 1,4; 2,1; 2,8; 3,5; 4,2; 4,9; 5,6; 7,7; 10,5 e 14,0m, em um pacote de sedimentos do Grupo Barreiras, no município de Aracruz (ES) (19º49'13"S 40º16'24"O). Os teores totais de K, Mg, Ca, Al, Fe, Ti, Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Sr e Ga na terra fina seca em estufa e nas frações argila, silte e areia foram determinados por espectrômetria de emissão por plasma, após digestão completa da amostra com ácido fluorídrico concentrado. Para avaliar a contribuição de cada espécie mineral nos teores totais de K e de Mg, amostras da fração argila foram submetidas a extrações seqüenciais e seletivas de minerais. Em virtude da presença de camadas enriquecidas com concreções ferruginosas (principalmente do tamanho silte), ao longo do pacote de sedimentos, obtiveram-se os maiores teores totais de Fe2O3, nas profundidades de 2,1; 4,2 e 7,7m. Os sedimentos do Grupo Barreiras apresentaram limitada reserva de nutrientes, com baixos teores totais de K, Mg e Ca. Verificou-se aumento nos teores de K na fração argila com a profundidade, atingindo 618,2mgkg-1 a 14m. Na fração areia, os teores de K e de Mg foram maiores nas amostras com maior impureza de quartzo. A reserva em K e Mg na fração argila foi associada com a presença de mica e caulinita. A contribuição dos óxidos de Fe e de Al, dos aluminossilicatos de baixa cristalinidade e dos óxidos de Fe mais cristalinos, nos teores totais de K e de Mg, foi inexpressiva. As frações argila e silte foram as principais fontes de metais pesados nas amostras estudadas.

extração seqüencial; reserva de potássio; reserva de magnésio; metais pesados

Barreiras Group sediments (Coastal Tablelands) are very poor in primary mineral containing nutrients.To study the distribution of K, Mg and other metals in minerals of clay, silt and sand fractions, 11 samples were collected at depths of 0.7; 1.4; 2.1; 2.8; 3.5; 4.2; 4.9; 5.6; 7.7; 10.5 and 14m, in an exposed sedimentary sequence of the Barreiras Group, in Aracruz (19º49'13"S 40º16'24"W), Espírito Santo, Brazil.The total contents of K, Mg, Ca, Al, Fe, Ti, Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Sr, and Ga of the bulk sample and of the clay, silt and sand fractions were determined by ICP, after a HF extraction.To estimate the contribution of the mineral species to the total contents of K and Mg, the clay fraction was submitted to sequential and selective mineral extractions.The variation of the total Fe2O3 with depth in the sediment revealed the presence of three plinthic layers, at 2.1, 4.2 and 7.7m depth, mainly, in the silt size.Total contents of K, Mg and Ca in the Barreiras Group sediments were very low, indicating a low reserve of these nutrients.Only for K, the total nutrient content increased with depth in the clay fraction, reaching 618.2mgkg-1 at 14m.The contents of K and Mg in the sand fraction were greater where larger quartz impurity occurred (2.1; 4.2 and 7.7m).The K and Mg reserve in the clay fraction is mainly associated with mica and kaolinite.On the other hand, the contribution of Fe and Al oxides, aluminosilicate amorphous and crystalline Fe oxides was negligible.Clay and silt fractions showed the largest total contents of heavy metals.

sequential extraction; potassium reserve; magnesium reserve; heavy metals

SEÇÃO II - QUÍMICA E MINERALOGIA DO SOLO

Distribuição de potássio, magnésio e outros metais em minerais de sedimentos do grupo barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo(¹)

Distribution of potassium, magnesium and other metals in minerals of barreiras group sediments in the region of Aracruz, Espírito Santo state, Brazil

V. F. Melo^I; C. E. G. R. Schaefer^II; R. F. Novais^II; B. Singh^III; M. P. F. Fontes^II

^IProfessor do Departamento de Solos, Universidade Federal do Paraná - UFPR. Rua dos Funcionários, 1540, Juvevê, CEP80035-050 Curitiba (PR)

^IIProfessor do Departamento de Solos, Universidade Federal de Viçosa - UFV. CEP 36571-000 Viçosa (MG). Bolsista CNPq

^IIIDepartment of Agricultural Chemistry and Soil Science. The University of Sydney. N.S.W. 2006 Austrália

RESUMO

Os sedimentos do Grupo Barreiras são muito pobres em minerais primários fontes de nutrientes. Para estudar a distribuição de K, Mg e outros metais em minerais das frações argila, silte e areia, coletaram-se 11amostras nas profundidades de 0,7; 1,4; 2,1; 2,8; 3,5; 4,2; 4,9; 5,6; 7,7; 10,5 e 14,0m, em um pacote de sedimentos do Grupo Barreiras, no município de Aracruz (ES) (19^o49'13"S 40^o16'24"O). Os teores totais de K, Mg, Ca, Al, Fe, Ti, Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Sr e Ga na terra fina seca em estufa e nas frações argila, silte e areia foram determinados por espectrômetria de emissão por plasma, após digestão completa da amostra com ácido fluorídrico concentrado. Para avaliar a contribuição de cada espécie mineral nos teores totais de K e de Mg, amostras da fração argila foram submetidas a extrações seqüenciais e seletivas de minerais. Em virtude da presença de camadas enriquecidas com concreções ferruginosas (principalmente do tamanho silte), ao longo do pacote de sedimentos, obtiveram-se os maiores teores totais de Fe₂O₃, nas profundidades de 2,1; 4,2 e 7,7m. Os sedimentos do Grupo Barreiras apresentaram limitada reserva de nutrientes, com baixos teores totais de K, Mg e Ca. Verificou-se aumento nos teores de K na fração argila com a profundidade, atingindo 618,2mgkg^-1 a 14m. Na fração areia, os teores de K e de Mg foram maiores nas amostras com maior impureza de quartzo. A reserva em K e Mg na fração argila foi associada com a presença de mica e caulinita. A contribuição dos óxidos de Fe e de Al, dos aluminossilicatos de baixa cristalinidade e dos óxidos de Fe mais cristalinos, nos teores totais de K e de Mg, foi inexpressiva. As frações argila e silte foram as principais fontes de metais pesados nas amostras estudadas.

Termos de indexação: extração seqüencial, reserva de potássio, reserva de magnésio, metais pesados.

SUMMARY

Barreiras Group sediments (Coastal Tablelands) are very poor in primary mineral containing nutrients.To study the distribution of K, Mg and other metals in minerals of clay, silt and sand fractions, 11 samples were collected at depths of 0.7; 1.4; 2.1; 2.8; 3.5; 4.2; 4.9; 5.6; 7.7; 10.5 and 14m, in an exposed sedimentary sequence of the Barreiras Group, in Aracruz (19^o49'13"S 40^o16'24"W), Espírito Santo, Brazil.The total contents of K, Mg, Ca, Al, Fe, Ti, Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cr, Sr, and Ga of the bulk sample and of the clay, silt and sand fractions were determined by ICP, after a HF extraction.To estimate the contribution of the mineral species to the total contents of K and Mg, the clay fraction was submitted to sequential and selective mineral extractions.The variation of the total Fe₂O₃ with depth in the sediment revealed the presence of three plinthic layers, at 2.1, 4.2 and 7.7m depth, mainly, in the silt size.Total contents of K, Mg and Ca in the Barreiras Group sediments were very low, indicating a low reserve of these nutrients.Only for K, the total nutrient content increased with depth in the clay fraction, reaching 618.2mgkg^-1 at 14m.The contents of K and Mg in the sand fraction were greater where larger quartz impurity occurred (2.1; 4.2 and 7.7m).The K and Mg reserve in the clay fraction is mainly associated with mica and kaolinite.On the other hand, the contribution of Fe and Al oxides, aluminosilicate amorphous and crystalline Fe oxides was negligible.Clay and silt fractions showed the largest total contents of heavy metals.

Index Terms: sequential extraction, potassium reserve, magnesium reserve, heavy metals.

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LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em outubro de 2000

Aprovado em maio de 2001

• AMADOR, E.S. O Barreiras pleistocênio no Estado do Espírito Santo e seu relacionamento com depósitos de minerais pesados. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA, 32., Salvador, 1982. Anais. Salvador, Sociedade Brasileira de Geologia, 1982. v.4, p.1462-1472.
• BIGARELA, J.J. The Barreiras Group in Northeastern Brazil. An. Acad. Bras. Ci., 47:365-393, 1975.
• CORRÊA, G.F. Modelo de evolução da mineralogia da fração argila de solos do Planalto de Viçosa, MG. Viçosa, Universidade federal de Viçosa, 1984. 87p. (Tese de Mestrado)
• DUARTE, M.N.; CURI, N.; PÉREZ, D.V.; KÄMPF, N. & CLAESSEN, M.E.C. Mineralogia, química e micromorfologia de solos de uma microbacia nos Tabuleiros Costeiros do Espírito Santo. Pesq. Agropec. Bras., 35:1237-1250, 2000.
• EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solo. Levantamento de reconhecimento dos solos do Estado do Espírito Santo. Rio de Janeiro, 1978. 461p. (Boletim Técnico, 45)
• EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solo. Manual de métodos de análise de solo. Rio de janeiro, 1979. não paginado.
• EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Reunião técnica sobre solos coesos dos Tabuleiros Costeiros. Cruz das Almas, 1996. Anais, Cruz das Almas, 1996. 80p.
• EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisas de Solos. Rio de Janeiro. Sistema Brasileiro de classificação de solos. Brasília, Serviço de Produção de Informação - SPI, 1999. 412p.
• GEE, G.W. & BAUDER, J.W. Particle-size analysis. In: KLUTE, A., ed. Methods of soil analysis. Parte 1: Physical and mineralogical methods. Madison, Soil Science Society of America, 1986. p.383-412.
• JACKSON, M.L. Soil chemical analysis - advanced course. Madison, Prentice-Hall, 1979. 895p.
• JACKSON, M.L.; LIM, C.H. & ZELAZNY, L.W. Oxides, hydroxides, and aluminosilicates. In: KLUTE, A., ed. Methods of soil analysis. Parte 1: Physical and mineralogical methods. Madison, American Society of Agronomy, 1986. p.101-150.
• LEE, S.Y.; JACKSON, M.L. & BROWN, J.L. Micaceous oclusions in kaolinite observed by ultramicrotomy and high resolution electron microscopy. Clays Clay Miner., 23:125-129, 1975.
• LEMOS, R.C. & SANTOS, R.D. Manual de descrição e coleta de solos no campo. 3. ed. Campinas, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1996. 85p.
• LIM, C.H.; JACKSON, M.L.; KOONS, R.D. & HELMKE, P.A. Kaolins: sources of differences in cation-exchange capacities and cesium retention. Clays Clay Miner., 28:223-229, 1980.
• LIM, C.H. & JACKSON, M.L. Dissolution for total elemental analysis. In: PAGE, A.L., ed. Methods of soil analysis. Parte 2: Chemical and microbiological properties. Madison, American Society of Agronomy, 1986. p.1-12.
• MABESOONE, J.M.; CAMPOS E SILVA, A. & BEURLEN, K. Estratigrafia e origem do Grupo Barreiras em Pernambuco, Paraíba e Rio grande do Norte. R. Bras. Geoc., 2:173-188, 1972.
• MATTOS, C.M. Propriedades físicas de solos cauliníticos coesos do município de Aracruz, ES. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 1979. 73p. (Tese de Mestrado)
• McKEAGUE, J.A. Manual on soil sampling and methods of analysis. Ottawa, Canadian Society of Soil Sicience, 1978. 212p.
• MEHRA, O.P. & JACKSON, M.L. Iron oxide removal from soils and clay by a dithionite-citrate system bulfered with sodium bicarbonate. Clays Clay Miner., 7:317-327, 1960.
• MELO, V.F. Potássio e magnéssio em minerais de solos e relação entre propriedades da caulinita com formas não trocáveis destes nutrientes. Viçosa, Universidade Federal de Viçosa, 1998. 205p. (Tese de Doutorado)
• MELO, V.F.; FONTES, M.P.F.; NOVAIS, R.F.; SINGH, B. & SCHAEFER, C.E.G.R. Características dos óxidos de ferro e de alumínio de diferentes classes de solos. R. Bras. Ci. Solo, 25:19-32, 2001a.
• MELO, V.F.; SINGH, B.; SCHAEFER, C.E.G.R.; NOVAIS, R.F. & FONTES, M.P.F. Chemical and mineralogical properties of kaolinite rich Brazilian soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 65:1324-1333, 2001b.
• MELO, V.F.; NOVAIS, R.F.; SCHAEFER, C.E.G.R.; FONTES, M.P.F. & SINGH, B. Mineralogia das frações areia, silte e argila de sedimentos do Grupo Barreiras no Município de Aracruz, Estado do Espírito Santo. R. Bras. Ci. Solo, 26:29-41, 2002a.
• MELO, V.F.; SCHAEFER, C.E.G.R.; NOVAIS, R.F.; SINGH, B. & FONTES, M.P.F. Potassium and magnesium reserve in clay minerals of some Brazilian soils, as indicated by sequential extraction procedure. Comm. Soil Sci. Plant An., 2002b. (in publication)
• NORRISH, K. & TAYLOR, M. The isomorphous replacement of iron by aluminium in soil goethites. J. Soil Sci., 12:294-306, 1961.
• PETRI, S. & FÚLFARO, V. Geologia do Brasil. São Paulo, Universidade de São Paulo, 1983. 631p.
• RESENDE, M. Mineralogy, chemistry, morphology and geomorphology of some soils of Central Plateau of Brazil. West Lafayette, Purdue University, 1976. 237p. (Tese de Doutorado)
• RIBEIRO, L.P. Os Latossolos Amarelos do recôncavo Baiano: Gênese, evolução e degradação. Salvador, Seplantec-CADCT, 1998. 99p.
• SCHELLMAN, W. Geochemical principles of lateritic nickel ore formation. In: Lateritisation Processes. In: INTERNATIONAL SEMINAR ON LATERITISATION PROCESSES, 2., São Paulo, 1983. Anais. São Paulo, Instituto Astronômico e Geofísico, Universidade de São Paulo, 1983. p.119-135.
• SINGH, B. & GILKES, R.J. Properties of soil kaolinites from south-westen Australia. J. Soil Sci., 43:645-667, 1992a.
• SINGH, B. & GILKES, R.J. Properties and distribution of iron oxides and their asociation with minor elements in the soils of south-western Australia. J. Soil Sci., 43:77-98, 1992b.

(1

) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  30 Set 2014
• Data do Fascículo
  Mar 2002

Histórico

• Recebido
  Out 2000
• Aceito
  Maio 2001