Soil and tree X-ray spectroscopy analysis of Brazilian tropical mangrove ecosystem

• Autor(a) principal: Alves, Elton Eduardo Novais
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29338
• topic: Química do solo; Biogeoquímica; Mangues; Solos - Análise; Árvores - Análise; Ecologia dos manguezais; Ciência do Solo

A presente pesquisa foi realizada na Reserva de Desenvolvimento Sustentável da Concha D'Ostras (RDSCO), Guarapari, Espírito Santo. Foram avaliadas a composição e a especiação química do solo e da árvore de mangue a partir das técnicas de espectroscopia de fluorescência de raios X (XRF) e absorção (XANES). A maioria dos dados apresentados foi coletada em laboratórios de radiação síncrotron na Universidade de Stanford, Califórnia (SSRL) e CNPEM, Campinas-SP (LNLS). A presente tese foi estruturada em quatro capítulos, sendo três capítulos escritos como manuscritos científicos. O Capítulo I contém informações básicas sobre os principais tópicos da pesquisa: 1) Ecossistemas de manguezais; 2) Técnicas de espectroscopia; e 3) Estudos da dendroquímica. No Capítulo II, comparou-se a biogeoquímica dos solos de dois manguezais, um mais preservado (P1) e outro contaminado (P2), em termos de composição elementar, pH e potencial de redução-oxidação (redox) (Eh) e especiação do S. Verificou-se na análise de XRF, as distribuições específicas de S, Fe, Cl, Ca, K, Ti, Cr, Br, Sr e Zr nos perfis dos solos P1 e P2. Verificou-se com a análise de XANES que a localização e o estado de conservação do mangue influenciaram a especiação do S no solo. A pirita (FeS 2 ) foi o mineral de enxofre mais abundante (~ 50% de S) encontrado em ambos os perfis de solo, e o as formas orgânicas e elementar (S-org e S 0 ) foram mais abundantes no perfil P1, indicando maior atividade biológica no manguezal mais preservado. Uma diminuição na proporção de SO 42- com profundidade em P1 após uma diminuição em Eh. No entanto, no perfil P2 verificou-se o aumento do SO 42- em camadas de solo mais profundas, indicando maior influxo da água do mar. Assim, a especiação S foi diretamente influenciada pela entrada da água do mar. No Capítulo III, foi avaliado o efeito da radiação X (2,4-2,6 keV) nas espécies de enxofre presentes em amostras ambientais sob criotemperatura (115 ± 5 K) para minimizar os danos causados pela radiação durante os de análise XANES da borda K do enxofre. Seis espectros XANES sequenciais (borda K do S, 2.4 a 2.6 keV) foram realizados em cada uma das seguintes amostras: padrões puros (S 8 e FeSO 4 .7H 2 O), amostras ambientais (pirita, solo de manguezal congelado e liofilizado) e uma mistura de amido com S 8 . A radiação síncrotron resultou na redução de enxofre apenas na amostra rica em carbono (S 8 + amido). O dedo frio em 115 K foi efetivo para minimizar os danos causados pela radiação. Assim, recomenda-se usar o dedo frio durante os dados XANES da borda S para aquelas amostras que são ricas em carbono orgânico para estudos ambientais. As amostras de pó são recomendadas (como solo liofilizado) pela maior facilidade de preparo, montagem e homogeneidade, além de evitar a análise de espécies de enxofre gasoso, o que é importante quando o objetivo é estudar apenas as fases de estado sólido na amostra. No Capítulo IV, objetivou-se avaliar a distribuição e a especiação de Ca na madeira da Avicennia (mangue), utilizando as técnicas de μXRF e μXANES (tamanho de feixe de 5 μm), combinada com análise multivariada durante o processamento dos dados. Amostra da madeira da Avicennia do mangue da RDSCO foi analisada pelas técnicas XRF e XANES no laboratório de luz síncrotron SSRL. O conteúdo de Ca foi maior na parte interna da madeira (cerne) do que na parte externa (alburno) e verificou-se a distribuição sistemática nos anéis das árvores, sendo possível usar esses dados para identificar "anéis químicos" na amostra. Verificou-se na análise multivariada de PCA e de agrupamento que as espécies de Ca são distintas no alburno (mais oxalato de cálcio e carbonato) e cerne (mais sulfato de cálcio), o que pode estar relacionado ao papel de Ca na planta, como estrutural (cerne) ou forma lábil (alburno). Este estudo mostrou que a análise multivariada dos dados de especiação do Ca e a distribuição do Ca no anel da árvore, usando uma espectroscopia de raios X de microfeixe, fornecem informações valiosas sobre os registros químicos nos anéis das árvores tropicais dos manguezais.