UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o091

JÉRÈMIE GARNIER

DATA DA DEFESA: 21/11/2008
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Geologia Regional
ORIENTADOR: Profa. Edi Mendes Guimarães (UnB)
EXAMINADORES: Profa. Christelle Marlin (Univesité Paris – Sud11);  Prof. Geraldo Resende Boaventura (UnB); Prof.Cécile Quantin (Univesité Paris – Sud11); Prof. Thierry Becquer (Institut de Récherche pour le Dévéloppement, Paris)

Palavras-chave: solo ultramáfico, pedogênese, mineralogia, cromita, esmectitas niquelíferas

Limites de Retângulo Envolvente:
Folha ao Milionésiomo: SD22
Estado: GO

RESUMO

A disponibilidade e mobilidade do Cromo foram estudadas em quatro solos desenvolvidos sobre o complexo ultramáfico de Niquelândia (Goiás, Brasil), utilizando laboratórios e experimentos in situ. O conteúdo em cromo total é particularmente alto, e sua compartimentação obedece a posição na superfície e a profundidade. Cromo está principalmente associado óxidos de ferro bem cristalizados, formando a matriz do solo. Entretanto, o cromo extratível é importante, e ocorre principalmente sob a forma tóxica (CrVI). Esta atinge 1,000 mg kg-1 (mais que 10% do cromo total), que corresponde a  dez vezes mais que o observado na Nova Caledônia. Os resultados indicam que Cr (VI) em solução é liberado das frações finas compostas por óxidos de ferro, os quais  consequentemente controlam a disponibilidade e mobilidade do Cr(VI). A cinética de trocas isotópicas de cromato confirmaram a troca entre as fases portadoras e a solução. Elas mostraram também que são rápidas as trocas entre as fases portadoras de Cr e a solução, e a importante capacidade tampão destes solos para o Cr(VI). Sugerem ainda que o cromato é levemente adsorvido sobre os óxidos de ferro. As concentrações de cromato nas soluções do solo são importantes, mais altas que o conteúdo de risco usual. A labilidade do cromato é muito heterogênea localmente na escala de centímetro a métrica. O estudo da solução do solo e da água da area de recarga mostra uma importante mobilidade e complexidade no solo, sugerindo um impacto sobre organismos do complexo e dos ecossistemas circundantes. Além do mais, as análises das soluções mostram baixo conteúdo de nutrientes, o desequilíbrio entre Ca:Mg e a disponibilidade de metais (Cr, Ni), sempre considerados responsáveis pela baixa fertilidade daqueles solos, especificamente nos sistemas ultrabásicos. Finalmente, os resultados sugerem que a disponibilidade de Cr(VI) nestes solos resultam da capacidade de troca aniônica e não da sua capacidade de oxidar o Cr (III).

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o091

DATE OF ORAL PRESENTATION: 21/11/2008
TOPIC OF THE THESIS: Regional Geology
SUPERVISOR: Prof. Edi Mendes Guimarães (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: Prof. Christelle Marlin (Univesité Paris – Sud11);  Prof. Geraldo Resende Boaventura (UnB); Prof.Cécile Quantin (Univesité Paris – Sud11); Prof. Thierry Becquer (Institut de Récherche pour le Dévéloppement, Paris)

KeyWords: ultramafic soil, pedogenesis, mineralogy, chromite, Ni-bearing smectites

ABSTRACT

Chromium availability and mobility were studied on four soils developed on the complex ultramafic of Niquelândia (Goias state, Brazil), using laboratories and in situ experiments. Total chromium content is particularly high, and its partitioning evolves according to landscape position and depth. Chromium is mainly associated to well crystallized iron oxides, forming the soil matrix. However, extractable chromium is important, and mainly under the toxic form (CrVI). It reached 1,000 mg kg-1 (more than 10% of total chromium), those contents are ten times higher than those observed in New Caledonia. Results indicate that Cr (VI) in solution is released from the fine fraction composed by iron-oxides, which consequently control the Cr(VI) availability and mobility. Isotopic exchange kinetics of chromate has confirmed the exchange between the bearing phases and solution. They also highlighted a rapid exchange between the Cr-bearing phases and the solution, and the important Cr(VI) buffer capacity of these soils. They also suggest that the chromate is slightly adsorbed on iron-oxides. The chromate concentrations in soil solutions are important, higher than the usual hazardous contents. The chromate lability is very heterogeneous with the locality at a centimetric and metric scale. The soil solution and surface water study on the catchment area has highlighted an important Cr(VI) mobility at soil and complex scale, suggesting an impact on organisms of the complex and surrounding ecosystems. Moreover, the soil solutions analysis show the low nutrients content, the imbalance Ca:Mg and the metals (Cr, Ni) availability, often considered responsible to the low fertility of those soils and the specificity of ultramafic ecosystems. Finally, results suggest that the Cr(VI) availability of those soils results from their anionic exchange capacity and not from their capacity to oxidize Cr (III).