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dc.contributor.advisorMangrich, Antonio Salvio, 1939-pt_BR
dc.contributor.authorBatista, Estela Mari da Cunha Cardosopt_BR
dc.contributor.otherFreitas, Rilton Alves dept_BR
dc.contributor.otherUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.date.accessioned2019-04-01T18:18:42Z
dc.date.available2019-04-01T18:18:42Z
dc.date.issued2018pt_BR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1884/59431
dc.descriptionOrientador: Dr. Antonio Salvio Mangrichpt_BR
dc.descriptionCoorientador: Dr. Rilton Alves de Freitaspt_BR
dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 16/04/2018pt_BR
dc.descriptionInclui referências: p. 134-161pt_BR
dc.description.abstractResumo: A região Nordeste do Brasil e frequentemente exposta a secas severas. Embora chova na região por dois ou três meses ao ano, a presença de solos com baixa capacidade de retenção de agua (WHC) e a forte incidência de luz solar provocam infiltração e rápida evaporação, gerando deficiência de agua durante o restante do ano. Consequentemente, a baixa produtividade dos solos se deve em grande parte ao estresse hídrico e ao manejo inadequado, particularmente na topografia acidentada da terra e a falta de sistemas de drenagem. Os solos arenosos, como os presentes nesta região, não retém agua de forma eficiente e necessitam de irrigação intensiva para manter o abastecimento de agua adequado as culturas durante a estação de crescimento. Neste trabalho, propõe-se o uso de condicionadores de solo derivados de resíduos agrícolas e industriais para melhorar a WHC do solo e diminuir a toxicidade de metais em solos contaminados, através da complexarão do bicar com sondas metálicas (Cu2+ e VO2+). Cinco biochars foram preparados por pirolise a baixa temperatura (350 °C) sob atmosfera controlada de ar. As biomassas utilizadas foram: plantas de aguape (AG), bagaço de cana (BC), casca de laranja (BL), cascas de coco verde (CS), cacho de dende (DD) e finos de carvão (CV). Os solos investigados foram dois Neossolos Quartzarenicos, NEO1 e NEO2, do Estado de Sergipe, no Nordeste do Brasil. Apos a mistura com 5% (m/m) de bicar, foi avaliado a WHC. Além disso, foi investigado a capacidade de complexarão dos biochars com ions (Cu2+ e VO2+) de diferentes durezas de Pearson, avaliando as diferenças nos sítios de ligação formados. Ambos os solos apresentaram maior WHC, comparados as amostras originais. As amostras que proporcionaram a melhor retenção de agua foram BC e DD para NEO1 e AG e DD para NEO2. Os resultados podem ser explicados pela formação de poros e pelo aumento da área superficial especifica dos biochars preparados. Além disso, também e sugerido que a preservação de grupos funcionais oxigenados, tais como os de ácidos carboxílicos, fenóis, cetonas, etc., mantidos pela pirolise lenta, pode ser um mecanismo para melhorar o WHC desses solos através de ligações de hidrogênio entre os grupos presentes na superfície do bicar e a H2O, observados pelas técnicas espectroscópicas utilizadas e pelas analises de pH, CTC, titulação potenciometrica e potencial zeta. A WHC pode melhorar as características de agregação associadas a criação de espaços porosos capazes de armazenar agua, bem como a menor densidade do material. O uso de biochars poderia, portanto, contribuir para aliviar o estresse hídrico em regiões áridas do nordeste brasileiro. Em relação a complexarão do bicar, foi observado pelas técnicas espectroscópicas utilizadas que houve complexarão com o Cu2+ e VO2+, exceto para a amostra CV. Portanto, e esperado que o bicar tenha potencialidade em quelar com outros íons presentes no meio em que for aplicado. Palavras-chave: Biochar. Capacidade de retenção de agua. Complexacao.pt_BR
dc.description.abstractAbstract: Brazil's Northeast region is frequently exposed to severe droughts. Although rain in the region for two or three months a year, the presence of soils with low water holding capacity (WHC) and strong sunlight incidence causes infiltration and rapid evaporation, respectively, generating deficiency of water throughout the rest of the year. Consequently, the low productivity of soils is due largely to water stress, and improper management, particularly in rugged topography of land, and the lack of drainage systems. The sandy soils such as those present in this region does not retain water efficiently and require intensive irrigation to maintain adequate water supply to the cultures during the growing season. In this work, we propose the use of soil conditioners derives from agricultural and industrial wastes to improve soil water supply and decrease metal toxicity in contaminated soils through the complexation of biochar with metal probes (Cu2+ and VO2+). Five biochars were prepared by pyrolysis at a low temperature (350 °C) under a controlled atmosphere of air. The biomasses were used: water hyacinth plants (AG), sugarcane bagasse (BC), orange peel (BL), green coconut shells (CS), palm oil bunch (DD) and charcoal fines (CV). The soils investigated were two Quartzarenic Neosols, NEO1 and NEO2, from Sergipe State in Northeast Brazil. After mixing with 5% (m/m) of biochar, WHC was evaluated. In addition, we investigated the complexing capacity of the biochars with Cu2+ and VO2+ ions of different Pearson hardnesses, evaluating the differences in the binding sites formed. Both soils showed increased water retention capacity, compared to the original samples. The biochars that provided the best water retention were BC e DD for NEO1 and AG e DD for NEO2. The results can be explained by the formation of pores and the increase of the specific surface area of the prepared biochars. In addition, it is also suggested that the preservation of oxygenated functional groups, such as carboxylic acids, phenols, ketones, etc., maintained by slow pyrolysis, may be a mechanism to improve the WHC of these soils through hydrogen bonds between the present groups on the surface of the biochar and H2O, observed by the spectroscopic techniques used and the pH, CTC, potentiometric titration and zeta potential analyzes. WHC can improve the aggregation characteristics associated with the creation of porous spaces capable of storing water as well as the lower density of the material. The use of biochars could, therefore, contribute to alleviate water stress in the arid regions of northeastern Brazil. In relation to the complexation of the biochar, it was observed by the spectroscopic techniques used that there was complexation with the Cu2+ and VO2+, except for the sample CV. Therefore, it is expected that the biochar has the potential to chelate with other ions present in the medium in which it is applied. Keywords: Biochar. Water holding capacity. Complexation.pt_BR
dc.format.extent161 p. : il. color.pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.subjectBiomassapt_BR
dc.subjectQuímicapt_BR
dc.subjectResíduos industriaispt_BR
dc.subjectSecaspt_BR
dc.titleBiochar como ligante macromolecular no solo visando aumentar a capacidade de retenção de água nos solos do nordeste do Brasilpt_BR
dc.typeTese Digitalpt_BR


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