Smectite in mangrove soils of the State of São Paulo, Brazil

Minerais de argila esmectíticos são freqüentemente identificados em solos de manguezais, mas são escassas as informações sobre os tipos encontrados e suas origens. A despeito da importância para a agronomia e geotecnia, as esmectitas desempenham também importante papel no âmbito ambiental, atuando na adsorção de nutrientes, poluentes orgânicos e metais pesados. Esmectitas em solos de manguezais podem ser de origem detrítica, marinha ou continental, e também de neoformação. Assim, este estudo objetivou identificar os tipos de esmectitas presentes em solos de manguezais do Estado de São Paulo e relacioná-los com suas possíveis origens. Para tanto, foram amostrados solos de cinco manguezais distribuídos ao longo do litoral paulista, cuja identificação dos constituintes mineralógicos da fração argila foi realizada por difratometria de raios X (DRX) com aplicação do teste de Greene-Kelly e por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Destacando os picos na banda de 3.560 cm-1 e na região próxima a 798 e 820 cm-1, verificou-se o predomínio de nontronita nos solos dos manguezais do Rio Sítio Grande, Ilha de Pai Matos, Ilha do Caranguejo e Rio Itapanhaú e, possivelmente menor participação de montmorilonita férrica no manguezal do Rio Escuro. Como os sedimentos continentais destes ambientes são muito pobres em esmectitas, a origem destes minerais nos solos dos manguezais estudados está relacionada à sedimentação deixada pelas transgressões marinhas pretéritas ou aos processos de neoformação ou, ainda, com uma combinação de ambas origens.Smectitic clay minerals are frequently identified in mangrove soils, but there is little information about their types and origins. Besides their importance in the agronomical and geotechnical areas, smectites play an important environmental role by adsorbing nutrients, organic pollutants and heavy metals. Smectites found in mangrove soils can be of marine or continental detrital origin, or of neoformation origin. Thus, the objective of this study was to identify the types of smectites present in the State of São Paulo mangrove soils (Brazil), and to relate them to their possible origins. Soil samples were taken in five mangroves along the State of Sao Paulo State coast line. The mineral composition of the clay fraction was identified by X-ray Diffractometry (XRD) applying the Greene-Kelly test and by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Highlighting the peaks in the 3,560 cm-1 band and in the region near 798 and 820 cm-1, there was a predominance of nontronite in the soil at the Sítio Grande River, Pai Matos Island, Caranguejo Island and Itapanhaú River mangroves, and possibly a lower concentration of ferric montmorillonite in the Escuro River mangrove. Since the continental sediments in these environments are very poor in smectite, the origin of these minerals in the mangrove soils studied is related to sedimentation left by past marine transgressions, to neoformation processes, or yet to a combination of both origins

Soil mineralogy and sedimentary environment in mangroves of São Paulo State

Manguezais são formados por grupos de árvores e arbustos que se desenvolvem na zona de intermarés de regiões tropicais. Este ecossistema ao se estabelecer na interface do ambiente marinho e continental, apresenta sua formação relacionada com as flutuações relativas do nível do mar quaternário, através do preenchimento dos vales dos rios, margens de lagunas e baías com sedimentos tanto de origem continental como marinha. O conhecimento da distribuição de partículas e dos minerais constituintes da assembléia mineralógica dos solos em ambiente de planícies estuarinas, auxilia na compreensão de processos de sedimentação e geoquímica dentro dos estuários. O trabalho foi realizado nos manguezais distribuídos ao longo do litoral do Estado de São Paulo, e objetivou-se caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e o processo de evolução quaternária, determinar qualitativamente e semiquantitativamente a assembléia mineralógica e estudar em detalhe os tipos de esmectitas presentes nesses solos. Para tanto foram coletadas amostras de solos de 14 manguezais nas camadas de 0-20 e 60-80cm e de sedimento em suspensão do Rio Ribeira de Iguape, além de amostras de diferentes profundidades para datações. Determinaram-se as frações, argila, silte, areia total e 5 frações da areia, foram realizadas datações 14C por cintilação líquida e AMS na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo. As análises mineralógicas foram realizadas na fração silte e argila e no sedimento em suspensão através de DRX, IV, MET, MEV com microanálise, ATD e ATG, realizou-se também o teste de Greene- Kelly para identificar o tipo de esmectitas presentes nesses solos. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que os solos dos manguezais do Estado de São Paulo podem apresentar diferentes texturas desde arenosa até muito argilosa, freqüentemente contêm altos teores de silte e todos têm idade holocênica, oscilando entre 410 anos A.P. e 3.700 anos; a distribuição de partículas está relacionada à morfologia atual do estuário e à natureza dos sedimentos costeiros adjacentes; a assembléia mineralógica da fração fina dos solos é constituída de pirita, nontronita, caulinita, illita, gibbsita, quartzo, feldspato, e localmente ocorrem goethita, vermiculita, biotita, halloysita e anatásio; os minerais alóctones são de origem continental e marinha; a distinção entre os cenários geomorfológicos ao longo do litoral condiciona a distribuição de minerais, e ainda foi inferido que ocorre neoformação de esmectita e de caulinita, e que o processo de oxidação de matéria orgânica nesses solos pode estar utilizando o Fe3+ da nontronita como receptor de elétrons.Mangroves are formed by groups of trees and shrubs that develop in the intertidal zone of tropical regions. This ecosystem to establish in the interface of both marine and continental environment, present its formation related to the sea-level fluctuations during the quaternary period, where the terrigenous and marine sediments are deposited in rivers valleys, edges of lagoons and bays. The knowledge of both particle distribution and minerals constituent of soils in estuarines areas, can aid to understand the processes of sedimentation and geochemistry in this site. This study was carried out with mangroves distributed along the São Paulo State coast, and aims to characterize the sedimentary environments in accordance with grain size and process of quaternary evolution, to determine qualitatively and semiquantitatively the mineralogical assemblage and to identify the smectites types in these soils. Samples were collected from 14 mangroves soils at the layers 0-20 and 60-80cm, and also was collected sediment in suspension of the Ribeira de Iguape River, and samples of different depths for dating. The clay, silt and total sand sizes and 5 sand fractions were determined, radiocarbon dating were carried out by liquid scintillation counting and accelerator mass spectrometry in humin fraction of the soil organic matter and by thermoluminescence of quartz grains. The mineralogical analyses were carried out by XRD, FTIR, TEM, SEM, DTA and GTA in silt and clay sizes and in the sediment in suspension, also was made the Greene-Kelly test to identify the smectites type. According to the results we concluded that the mangroves soils from São Paulo State have different textures varying from sandy up to very clay, also occuring high silt contents. All the mangroves are holocenic, with ages varying from 410 yr B.P. to 3,700 yr; the particle distribution is related to the current geomorphological setting of the estuary and the origin of coastal sediments. The mineralogical assemblage is constituted of pyrite, nontronite, kaolinite, illite, biotite, gibbsite, quartz, feldspars, and locally occurs goethite, vermiculite, halloysite and anatase; the aloctones minerals are from both the terrigenous and marine origin; the difference between geomorphological settings along the coastal plain rules mineral distribution, and still it was inferred the neoformation of esmectita and kaolinite and that the process of organic matter mineralization in these soils may be using Fe3+ from nontronite as an electron acceptor

Clay mineralogy of mangrove forest soils

25 páginas,ilustraciones y tablas estadísticas.Peer reviewe

Soil Mineralogy of Mangrove Forests from the State of Sao Paulo, Southeastern Brazil

10 pages, figures, and tables statistics.The minerals of the clay fraction in estuarine plains are mainly detrital, being a mixture of marine and continental sediments, but can also be authigenic. Because of the importance of mangrove ecosystems in tropical estuarine areas and the relatively few existing studies of the mineralogical composition of soils in these environments, the aim of this study was to determine the mineralogical assemblage and identify potential contrasts along the coast of the State of São Paulo. Soils from 11 mangroves distributed along the coastal plain of the State of São Paulo were sampled at depths of 0 to 20 and 60 to 80 cm, and samples of suspended sediments from the Ribeira do Iguape River were collected for analysis. Mineralogical analyses were performed on the clay and silt fractions by x-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy, and fresh soil samples were analyzed by scanning electron microscopy– energy dispersive spectrometry and suspended sediments by XRD. The silt fraction contained quartz, feldspars, gibbsite, kaolinite, illite, and vermiculite, and the clay fraction contained smectite, kaolinite, illite, gibbsite, quartz, and feldspars. Locally, vermiculite, biotite, anatase, halloysite, and goethite may occur because of recent transport of sediments to the system. Pyrite was identifi ed in fresh samples. The allochthonous minerals found either were terrestrial and transported by rivers or had originated from the continental platform by past transgressive events. We suggest that the neoformation of smectite and kaolinite occurs in mangrove soils. Different geomorphological settings along the São Paulo coast appear to regulate mineral distribution in mangrove soils.Peer reviewe

Caracterização de Espodossolos dos Estados da Paraíba e do Pernambuco, Nordeste do Brasil

Estudos com Espodossolos de ambientes tropicais de tabuleiros costeiros ainda são escassos. Este trabalho visou caracterizar perfis desses solos, tanto nos tabuleiros como em uma restinga nos Estados da Paraíba e do Pernambuco, Nordeste do Brasil. O estudo foi realizado com 14 perfis, inseridos em relevo predominantemente plano e sob cultivo de cana-de-açúcar, em que foram realizadas análises físicas, químicas e mineralógicas. Com relação às condições de drenagem, a maioria dos perfis foi definida como moderada a imperfeitamente drenada, com o lençol freático presente a uma profundidade de 182, 85 e 74 cm, em três deles. A textura evidenciou-se predominantemente arenosa, com variações entre areia, areia-franca e franco-arenosa, sempre com valores da fração argila inferiores a 130 g kg-1. Com relação às propriedades químicas, observaram-se acidez elevada, baixa saturação por bases, baixa CTC e alta saturação por Al3+. Alguns horizontes com cores nos matizes 10YR e 7,5YR, com valores entre 5 e 7 e cromas de 2 a 8 classificados como Bs, apresentaram teores de matéria orgânica mais altos que alguns horizontes classificados como Bhs, demonstrando a insuficiência do critério da cor para identificação desses horizontes cimentados. A mineralogia dos solos apresentou predominância de caulinita e quartzo na fração argila, com pequena representação de ilita, gibbsita, feldspato e anatásio. Nos tabuleiros, além desses minerais, também ocorreu a goethita. Na fração silte, verificou-se a predominância de quartzo e caulinita em todos os solos e, em menor expressão, anatásio, feldspato, goethita e gibbsita. Na fração areia, houve predominância do quartzo em todos os perfis, com traços de feldspato