View
1
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Litosfera (Parte 2)
Prof. Julio C. J. Silva
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Instituto de Ciências Exatas
Depto. de Química
Juiz de Fora, 2o semestre, 2019
QUI 163 – Química Ambiental
Propriedades Físico-Químicas do Solo
Propriedades Físico-Químicas do Solo
Propriedades Físico-Químicas do Solo
Propriedades Físico-Químicas do Solo
Propriedades Físico-Químicas do Solo
Propriedades Físico-Químicas do Solo
MEV (microscopia eletrônica de varredura)
Propriedades Físico-Químicas do Solo
Capacidade de Troca Catiônica (CTC)
• Quantidade total de cátions que um solo, ou algum de seus constituintes, pode adsorver e trocar a um pH específico, em geral pH 7,0.
• No solo, a CTC é devida à superfície específica e às cargas inerentes ou acidentais de colóides eletronegativos, como os minerais de argila, a sílica coloidal e o húmus.
• Fertilidade CTC, adsorção de cátions
Capacidade de Troca Catiônica (CTC)
Capacidade de Troca Catiônica (CTC)
• Água da Chuva
• Intemperismo
• Plantas e Microrganismos
• Decomposição da Matéria Orgânica
• Fertilizantes
Origem da acidez do solo
SO2 + ½ O2 + H2O = H2SO4
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2
CO2 + H2O = H2CO3
pH 5,6 (chuva normal) pH <4,6 (chuva ácida)
• Intemperismo – Hidrólise de cátions do material de origem
– Al3+ + H2O = Al(OH)2+ + H+
– Fe3+ + H2O = Fe(OH)2+ + H+
– Mn2+ + H2O = MnO2 + 4H+
– O Alumínio é mais abundante devido aos minerais alumino-silicatos que compõem a maior parte das rochas
Origem da acidez do solo
Origem da acidez do solo
• Plantas e Microrganismos
– Respiração CO2 ácido carbônico
– Exportação pelas Culturas remoção de cátions básicos
– Exsudação Radicular ácidos orgânicos e prótons H+
Origem da acidez do solo
• Plantas e Microrganismos
Origem da acidez do solo
(Fonte: McMilan adaptado e traduzido por Aegro)
Origem da acidez do solo
Origem da acidez do solo
Porque corrigir a acidez do solo ?
Correção da acidez do solo
Correção da acidez do solo
BENEFÍCIOS DA CALAGEM
Efeitos do Al+3 no sistema radicular da soja
Fertilidade do solo
“É a capacidade do solo de ceder elementos essenciais às plantas”
• Reservatório atmosfera:
– Agua da chuva (H2O)
– Carbono (CO2)
– Oxigênio (O2)
– Nitrogênio (N2)
Fertilidade do solo
• Para o crescimento da planta, com exceção desses quatro elementos principais, todos os demais (macro e micronutrientes) devem
encontrar-se no solo.
• Portanto, os vegetais conseguem desenvolver-se em cada ambiente à medida que
encontram no solo os elementos que lhe são indispensáveis (conceito de fertilidade).
Fertilidade do solo
• Elementos essenciais aos vegetais não são inesgotáveis.
• Após utilização pelas plantas, esses elementos participam de ciclos biogeoquímicos
fertilidade do solo!!!!!
• Se os forem interrompidos????
Solo vai se tornando progressivamente estéril ou improdutivo.
Fertilidade do Solo
Interação Solo-Planta • A RIZOSFERA região do solo sob influência direta da
presença das raízes, com características distintas das do solo, é a região onde ocorre a maior parte das interações entre microrganismos e plantas (Lynch, 1982; Foster, 1986).
• A rizosfera é um habitat mutável, sendo que a sua composição e a sua estrutura são influenciadas durante o ciclo vegetativo.
• Suas dimensões também são determinadas pelo tipo, composição e umidade do solo.
• A planta pode modificar as características químicas do solo nas proximidades de suas raízes através dos fragmentos descascados da superfície das raízes e dos exsudatos radiculares solúveis, enriquecendo o solo com uma variedade de compostos orgânicos; do consumo de O2 e liberação de CO2
Interação Solo-Planta
Interação Solo-Planta • Deficiência de fertilidade do solo, após a avalanche de lama e rejeitos de
mineração.
• Problemas físicos. Surgiu uma nova camada na parte superior do solo que é praticamente inerte
• Não é tóxico
• O material que está se sedimentando não apresenta condições para a germinação de sementes, nem para o desenvolvimento radiculares das plantas.
• Dificuldade de infiltração de água, o nível de matéria orgânica necessário para a vida microbiana do solo também foi bastante prejudicado
• O estudo aponta redução no solo dos níveis de potássio, magnésio e cálcio que são necessários para o desenvolvimento de atividades agrícolas.
• O pH, que mede a acidez do solo, também foi alterado.
• A tendência é que o solo fique bastante compactado por causa dos altos teores de silte e areia fina com baixa presença de argila.
Produtividade • A produção de vegetais por área de solo
• Sentido ecológico:
1. Produção total de matéria vegetal (produção primária)
2. Produção de animais herbívoros (produção secundária)
3. Produção de animais predadores (produção terciária).
• Na primeira metade do século XIX, o químico alemão Justus von Liebig (1803 – 1873) propôs a Lei do mínimo (Lei de Liebig).
“Verificou que o elemento essencial que se encontra em menor disponibilidade no ambiente limita o crescimento do vegetal”.
Produtividade
1. A limitação do crescimento do vegetal dá-se por falta, e não por excesso, de um elemento componente do ambiente;
2. O fator em mínimo é o elemento que se encontra em quantidades mínimas em relação às necessidades da planta;
3. Os microelementos ou micronutrientes, os quais entram na composição das plantas em quantidades mínimas, também podem controlar seu crescimento
4. Atualmente, sabe-se que a lei de Liebig não está associada apenas às substâncias químicas dissolvidas no solo, mas também aos ciclos biogeoquímicos, aos componentes químicos do ar (p.e. gás carbônico) e aos fatores físicos, como luz, temperatura, umidade, etc…
Contaminação - Sedimentos
Manejo do Solo
• Aumento da população com o tempo...
• Nômades pequenos grupos (pastores e/ou caçadores).
• Sedentário o homem aprendeu a utilizar o ambiente para obter benefícios e conforto (colheita)
• O cultivo do solo iniciou-se há cerca de dez mil anos com os Sumérios, na Mesopotâmia, às margens dos rios Tigre e Eufrates (atualmente onde se localiza o Iraque).
• Depois, há cerca de oito mil anos iniciaram-se as plantações no vale do Rio Nilo, no Egito (Rodrigues, 2001).
• Fertilidade padrões de produtividade suficientes para sustentar população mais numerosa
Manejo do Solo
• Manejo do solo intervenção humana na constituição e estrutura física do solo podia aumentar a produtividade.
• terras escuras constituídas de um material gelatinoso e macio unindo as partículas (húmus), associava partículas com maior diâmetro, tornando o solo mais poroso e permeável.
Manejo do Solo
• Aração
• Adubação
• Sequestro de carbono
• Irrigação (salinização)
• Pesticidas/Herbicidas
• Ocupação/Mineração
Manejo do Solo
• Sequestro de carbono
Manejo do Solo
Recuperação de Solos Contaminados
• Biorremediação: – utilização de organismos vivos, especialmente
microrganismos, para degradar poluentes ambientais.
– Para que uma técnica de bioremediação funcione efetivamente, os resíduos deverão ser e estar susceptíveis à degradação biológica.
– Além disso, as condições ambientais, tais como pH, temperatura e nível de oxigênio devem ser adequadas para a atuação dos microrganismos.
• Fitorremediação: – Uso de vegetação para a descontaminação in situ de solos e
sedimentos, eliminando metais e poluentes orgânicos
Recuperação de Solos Contaminados
Recommended