CARACTERIZAÇÃO DE ARGILA EM PERFIS DE MANGUE DE MARAGOGIPE-BA USANDO ESPECTRÔMETRO PORTÁTIL DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X (PXRF)¶

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Resumo¶

A técnica de fluorescência de raios X (XRF) vem sendo utilizada em estudos de vários ramos da ciência, por ser rápida e sem geração de resíduos químicos. Nesse contexto, os objetivos deste estudo foram a caracterização da argila e a determinação dos teores de metais. As amostras estudadas são de perfis de manguezais localizados no município de Maragogipe, BA. Foram abertos quatro perfis, caracterizados morfologicamente em campo, cada horizonte identificado e amostras neles coletadas foram transferidas para laboratório, onde foram realizados todos os procedimentos para obtenção da fração argila e posterior leitura no pXRF. De acordo com os dados, os sedimentos do manguezal em Maragogipe são característicos de argilas 2:1; os metais encontrados na fração argila estão com teores abaixo do Nível de Efeito Provável (PEL). Diante dos resultados pode-se inferir que caracterizar a fração argila, representa o real potencial da aplicação do pXRF na determinação dos óxidos.

Palavras-chave: Gleissolos; Óxidos; Metais.

1. Introdução¶

A técnica de fluorescência de raios X (XRF) vem sendo utilizada em estudos de vários ramos da ciência, com vantagens sobre outras técnicas por ser rápida e sem geração de resíduos químicos (Stockmann et al., 2016).

Pensando no meio ambiente e na sustentabilidade do ecossistema, o pXRF torna-se um equipamento de grande potencial na ciência do solo, porque permite avaliar o conteúdo total dos elementos em solos sob condições naturais contribuindo para melhor entendimento dos processos pedogenéticos (Weindorf et al., 2014).

Naturalmente os solos são dinâmicos, compostos de vários elementos em diferentes concentrações; isto torna complexa a quantificação precisa dos elementos. Na avaliação de amostras de solos, a heterogeneidade das amostras quanto aos teores, tamanho e textura das partículas, e a presença de ar e água influenciam os resultados, e por isso esse trabalho trás as análises dos teores de óxidos e de metais na fração argila. Segundo Stockmann et al. (2016), o pXRF é adequado para determinar o material de origem do solo, além de processos pedogenéticos. O mesmo autor verificou também que os resultados com o pXRF são comparáveis aos da terra fina seca ao ar (TFSA).

Nesse contexto, os objetivos deste estudo foram: separar a fração argila dos horizontes dos perfis e determinar com o pXRF o conteúdo de $Fe^{2}O^{3}$, $Al^{2}O^{3}$, $SiO^{2},TiO^{2}$ e $P^{2}O^{5}$ e os teores de metais presente nas argilas e futuramente correlacionar com dados de laboraótorio.

2. Materiais e Métodos¶

Os perfis de manguezais deste estudo estão localizados no município de Maragogipe, Bahia, Brasil, fazendo parte da Baia de Todos os Santos. Foram abertos quatro perfis, caracterizados morfologicamente em campo, cada horizonte identificado e amostras neles coletadas foram transferidas para laboratório, para demais caracterizações. Em laboratório, parte das amostras foi seca ao ar, destorroada e peneirada, sendo as partículas menores que 2 mm, sendo eliminados os teores de sais e a matéria orgânica queimada com $H^{2}O^{2}$ a 20%, como preconizado por Gee & Bauder (1986). Após esses processos, procedeu-se a agitação vertical por 16 horas com o dispersante hidróxido de sódio. A fração areia foi retida em peneira de 0,05 mm e as frações argila e silte foram separadas por sedimentação com base na lei de Stokes (Gee & Bauder, 1986). Após obtenção da fração argila coletada a cada 4 horas, essa foi seca em estufa a 50ºC, macerada em cadinho de ágata e depositadas em cápsulas de acrílico com volume de 15 cm³, preenchendo um quarto das mesmas, e seladas utilizando filme de polipropileno com espessura de 0,2mm, por fim as amostras foram analisadas no equipamento de pXRF.

3. Resultados e Discussão¶

Trabalhos que comparam métodos de digestão sulfúrica e pXRF (Weindorf et al., 2014; Stockmann et al.2016) e discutem algumas correlações baixas, devido às condições de campo da amostra, umidade e tamanho das frações. Este trabalho, por considerar que os óxidos obtidos pela análise de digestão sulfúrica correspondem aos óxidos presentes na argila, determinou os teores de óxidos apenas nessa fração, por tornar as amostras mais representativas do princípio do método.

Nas argilas dos perfis de mangue analisados, os teores dos óxidos encontrados (Tabela 1) foram muito homogêneos; nos perfis os teores de $Fe^{2}O^{3}$ variaram de 3,5 a 6,4%, sendo o menor valor encontrado nas camadas mais profundas e os valores mais altos em superfície; isso segue para todos os perfis analisados, exceto o perfil 3, que apresentou seu maior valor no terceiro horizonte do perfil. Isso pode estar relacionado com a sedimentação nessa camada, pois esse maior teor de ferro aconteceu logo abaixo de um horizonte hístico e em sequência reduziu os valores nas profundidades seguintes. Os teores de $Al^{2}O^{3}$ situaram-se entre 11,5 e 16,8%, sendo essa amplitude no mesmo perfil; esses valores dos óxidos de alumínio estão entre as médias encontrada por Barrêdo et al. (2008) em solos de manguezais. O $SiO^{2}$ situou-se entre 30,1 e 40,8%. Esses óxidos perfazem juntos aproximadamente 60%.

O óxido de Ti tem grande importância nos estudos do solo, por causa de sua gênese, já que esse elemento é considerado menos móvel nos solos e, portanto, representa uma correspondência com o conteúdo no material de origem. Nesse contexto, os perfis avaliados são basicamente de mesmo material, pois seus valores estão muito homogêneos nos perfis e entre eles variando de 0,7 a 1,2. Diferentes materiais originais tendem a apresentar conteúdo variável de Ti (Moreira; Oliveira, 2008). Os teores relativamente altos de Ki e Kr demonstram origem de sedimentos em baixo grau de intemperismo.

Sabe-se que nas últimas décadas, o ambiente tem sido submetido a muitos impactos ambientais decorrentes da ação antrópica, e muitos desses acarretando os manguezais, daí a importância em analisar os metais presentes na fração argila desses perfis. Na tabela 2, observou-se surpreendentemente que a maioria dos metais apresentaram teores abaixo do nível de detecção do aparelho, aparecendo teores visíveis apenas para Cu, Zn e Pb.

Para o elemento cobre (Cu), nas argilas dos perfis, os teores variaram de 20,3 a 27,0 ppm no perfil 1; de 22,0 a 30,7 ppm no perfil 2; de 21,7 a 29,0 ppm no perfil 3; e no perfil 4, de maior teor, os teores variando de 22,3 a 89,0 ppm. Para o elemento zinco (Zn), os teores variaram de 43,7 a 6,0 ppm no perfil 1; de 13,0 a 28,7 ppm no perfil 2; de 47,5 a 59,0 ppm no perfil 3; e no perfil 4, de maior teor, os teores variaram de 43,0 a 63,7 ppm. Para o elemento chumbo (Pb), os teores variaram de 16,5 a 28,0 ppm no perfil 1; de 13,0 a 28,7 ppm no perfil 2; de 15,7 a 25,3 ppm no perfil 3; e no perfil 4, de maior teor, os teores variaram de 16,0 a 19,3 ppm. O metal torna-se prejudicial quando os teores estão acima do Nível de Efeito Provável (PEL), em que indicam possível toxicidade para os organismos aquáticos (Zahra et al., 2014); e os metais encontrados estão todos abaixo desse limite. Considerando também o TEL, apenas o Cu está acima do nível e por isso se torna importante avaliar estratégias de remediação, para evitar que esses teores continuem aumentando, pois se encontra acima do nível de não causar efeito e sabe-se que esses metais com teores acima do ideal podem vir causar toxidez ou mesmo causar efeitos adversos à comunidade biológica.

4. Conclusão¶

Os resultados deste trabalho mostram que trabalhar com a fração argila representa o real potencial da aplicação do pXRF. Os dados foram gerados com baixo custo e sem produção de resíduos. Os sedimentos do manguezal em Maragogipe, são característicos de argilas 2:1, e os metais encontrados na fração argila estão com teores abaixo do PEL, com apenas o cobre com teores acima do TEL.

5. Referências¶

BARRÊDO, J.F.; COSTA, M. L. da C.; VILHENA, M. do P. S.P.; SANTOS, J. T. dos; Mineralogia e geoquímica de sedimentos de manguezais da costa amazônica: o exemplo do estuário do rio Marapanim (Pará). Revista Brasileira de Geociências. 38(1): 24-3, 2008.

GEE, G.W. \& BAUDER, J.W. Particle-size analysis. In: KLUTE, A., ed. Methods of soil analysis: Physical and mineralogical methods. Madison, American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, 1986. Part 1. p.383-412.

MOREIRA, H. L.; OLIVEIRA, V. Á. Evolução e gênese de um Plintossolo Pétrico Concrecionário Êutrico Argissólico no município de Ouro Verde de Goiás. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 32(4):1683-1690, 2008.

STOCKMANN, U. et al. Utilizing portable X-ray fluorescence spectrometry for in-field investigation of pedogenesis. Catena, 139:220-231, 2016.

WEINDORF, D. C.; BAKR, N.; ZHU, Y. Advances in portable X-ray fluorescence (pXRF) for environmental, pedological, and agronomic applications. Advances in Agronomy, 128:1- 45, 2014.

ZAHRA, A.; HASHMI M.Z.; MALIK, R.N.; AHMED, Z. Enrichmennt and geo-accmulation of heavy metals and risk assessment of sediments of the Kurang Nallah-Feeding tributary of the Rawal Lake Reservoir, Pakistan. Science of Total Environment., 470-471; 925-933, 2014.