Caracterization of soils derived from quartzite with the aid of portable x-ray fluorescence (pXRF) spectrometry
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Ciência do Solo
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo
Agência de fomento
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos do desesenvolvimento sustentável
Dados abertos
Resumo
A variabilidade da composição elementar, das características mineralógicas e da morfologia
dos solos derivados de quartzito reflete a atuação dos distintos fatores de formação do solo
(clima, relevo, material de origem, organismos, tempo) e processos pedogenéticos. Através
da espectrometria de fluorescência de raios-X portátil (pXRF) e da difratometria de raios-X
(DRX) na terra fina seca ao ar (TFSA) e nas frações areia, silte e argila, este trabalho foi
desenvolvido com o objetivo de utilizar a composição elementar obtida por meio do pXRF
como ferramenta para investigar os graus de intemperismo e processos pedogênicos de solos
desenvolvidos de quartzito, além de correlacionar dados elementares com propriedades
físico-químicas dos solos e avaliar a concentração dos elementos e sua relação com a
mineralogia das frações areia, silte e argila de solos com diferentes graus de intemperismo.
Em uma topossequencia foram descritos e amostrados os horizontes de cinco perfis de solos:
Neossolo Litólico, Neossolo Regolítico, Cambissolo Háplico, Latossolo Amarelo e
Organossolo Háplico. Análises laboratoriais foram realizadas para caracterização físicoquímica da TFSA e separação das frações areia, silte e argila. Essas, por sua vez, foram
analisadas com o pXRF e apenas as frações areia, silte e argila analisadas mineralogicamente
por DRX. Os solos apresentaram altos teores de SiO2 sendo a maior quantidade presente na
fração areia, devido ao quartzo, mineral predominante no quartzito e na fração areia de solos
tropicais. O teor de Al2O3 foi sempre maior na fração argila. Os teores de K tendem a ser
maiores na TFSA dos horizontes C. Quartzo, mica e caulinita são os minerais dominantes na
fração silte. CaO e Sr foram positivamente correlacionados com os teores trocáveis de Ca
2 +
e
Mg
2 +
, saturação por bases, pH e capacidade de troca de cátions. Fe, Al, Ti, Ca, K, Cu, Rb e
Zr acumularam-se no solo em comparação com o material de origem. A variabilidade do
conteúdo elementar em solos com graus diferentes de intemperismo e lixiviação pode ser
facilmente analisada por pXRF e, esse equipamento, associado à DRX, permite correlacionar
os teores de elementos químicos aos minerais presentes nas frações granulométricas do solo.
Abstract
The variability of the elemental composition, the mineralogical and morphological
characteristics of the soils derived from quartzite reflects the effects of the different factors of
soil formation (climate, relief, parent material, organisms, time) and pedogenetic processes.
Through portable X-ray fluorescence spectrometry (pXRF) and X-ray diffractometry (XRD)
in air-dried and sieved samples as well as in the sand, silt, and clay fractions, this work was
developed with the following objectives: to determine the elemental composition via pXRF as
a tool to investigate the weathering degree and the pedogenic processes of soils developed
from quartzite, besides correlating elementary data with soil physicochemical properties and
to evaluate the concentration of the elements and its relation with the mineralogy of the sand,
silt and clay fractions of soils with different degrees of weathering. In a toposequence, the
horizons of five soil profiles were described and sampled: Lithic Ustorthent, Typic
Ustorthent, Typic Dystrustept, Xanthic Hapludox, and Typic Udifolist. Laboratory analysis
for soil physicochemical characterization of the air-died fine earth (ADFE) and separation of
the sand, silt and clay fractions were performed. Both ADFE and the particle size fractions
were analyzed with pXRF and only the fractions were analyzed mineralogically by XRD.
Soils featured high contents of SiO2, with a higher amount present in the sand fraction due to
the quartz, predominant in the quartzite and in the sand fraction of tropical soils. The Al 2O3
content was always higher in the clay fraction. K contents tended to be greater in the C
horizons in the ADFE. Quartz, mica and kaolinite are the dominant minerals in the silt
fraction. CaO and Sr were positively correlated with exchangeable contents of Ca
2+
and Mg
2+
,
base saturation, pH, and cation exchange capacity. Fe, Al, Ti, Ca, K, Cu, Rb, and Zr
accumulated in soil in comparison with the parent material. Variability of elemental contents
in soils with different weathering and leaching degrees can be easily acc essed with pXRF and
this equipment associated with the XRD enable to correlate the contents of the chemical
elements to the minerals present in the soil particle size fractions.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
Palavras-chave
ISBN
DOI
Citação
SILVA, F. M. Caracterization of soils derived from quartzite with the aid
of portable x-ray fluorescence (pXRF) spectrometry. 2019. 96 p. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.