CICLO BIOGEOQUÍMICO DO NÍQUEL: ASSINATURA ISOTÓPICA E ESPECIAÇÃO SÓLIDA Garnier Jérémie Ra,é, G.; Guimarães, E.M.; Vieira, L.C.; Jouvin, D.; Rouxel, O.; Miska, S.; Sivry, Y.; Montarges, E.P. ; Quan,n, C.
Ecossistema desenvolvido sobre as rochas ultramáficas Ca, K, P, Na desequilibro Fe, Mn, Ni, Cr, Mg, Adaptação: área de alta biodiversidade INTEMPERISMO CICLO DO Ni NATURAL E ANTROPOGENICAS Teores elevados em metais Recursos econômicos Jus,cia sp. ([Ni] até 2.200mg/kg ) Plantas hiper acumuladoras de metais ð BOM MODELO PARA ENTENDER ESSE CICLO Exploração do Ni
Isótopos de níquel Obje9vo: entender melhor o ciclo biogeoquímico do Ni em maciços ultramáficos. Por que nós usamos os isótopos de níquel? 58 Ni 68,08% 60 Ni 26,10% 61 Ni 1,13% 62 Ni 3,59% 64 Ni 0,91% Variação significa,va (- 0.3 até 0.15 ) ð UNlização dos isótopos de Ni Para entender processos do meio ambiente Para conhecer as fontes naturais e antropogênicas
Área de estudo e amostragem Amostras Solos: BA 0-10 BA 10-30 BA 30-80 Lateritas: L1,L2 e L3 Saprolitas: S1,S2 e S3 Rochas: B1, B2, C1 e C2
Metodologia DRX: difração de raio- X MEV- EDS: Microscópio Eletrônico de Varredura, microanálise EXAFS: Extended X- Ray Absorp9on Fine Structure ICP- AES: Plasma indu9vamente acoplado- espectrometria de emissão atômica AAS: Espectroscopia de Absorção Atômica Especiação sólida, fases do Ni Composição química LNLS, Campinas (Brasil) SOLEIL, St Aubin (França) LAGEQ UnB Orsay, IDES
Teor de Ni Solos: BA 0,3-0,9 % Ni Mineralogia e especiação do Níquel Portador e teor de Ni pode ser diferente #- Óxido do Ferro (hema9ta, goethita, ) + M.O. Lateritas: L1,L2 e L3 0,9-1,5 % Ni Saprolitas: S1,S2 e S3 1,5-4,0 % Ni #- Óxido do Ferro (hema9ta, goe9ta, ) #- Argilo minerais (serpen9na, esmec9ta, clinocloro, clorita, talco, sepiolita, ) 0 10 20 30 2θ Cu Kα 0 5 10 15 20 25 30 2θ Cu Kα L1 L2 L3 S1 S2 S3 Rochas: B1, B2, C1 e C2 0,3-3 % Ni #- Serpen9na, Olivina serpen9na
Digestão (HF, HNO 3, HCl) Preparação e análise dos isótopos de níquel Separação do Ni com duas colunas cromatográficas FeCl 4 - FeCl 4 - Adição de duplo spike ( 61 Ni & 62 Ni) Eliminação do Fe(AG1- X8) Sequestração do Ni(Ni resin- B) Ni 2+ Ni 2+ Ni 2+ K + Ca 2+ Ni 2+ δ 60/58 Ni Parâmetros analíncos Neptune MC- ICP- MS, Brest, IFREMER, França e UnB Geocronologia ApexQ (50-75 V per µg/ml) Ca 2+ K + Weiss et al. 2008 Amostras e padrões em 0,28 M HNO 3 Padrão de Ni: Ni NIST SRM 986 Spike/natural : 1 Reprodu9bilidade ±0.03 (2SD, n=90, NIST SRM 986) Double Bracke9ng
Resultados δ 60/58 Ni Fe : 44-51 g/kg Mg : 154-182 g/kg Ni : 2.2-3.0 g/kg
Resultados δ 60/58 Ni Fe : 56-446 g/kg Mg : 5-177 g/kg Ni : 5-52 g/kg Fe : 44-51 g/kg Mg : 154-182 g/kg Ni : 2.2-3.0 g/kg
Resultados δ 60/58 Ni Fe : 244-254 g/kg Mg : 42-76 g/kg Ni : 13-19 g/kg Fe : 56-446 g/kg Mg : 5-177 g/kg Ni : 5-52 g/kg Fe : 44-51 g/kg Mg : 154-182 g/kg Ni : 2.2-3.0 g/kg
Resultados δ 60/58 Ni Óxido de Ferro
Resultados δ 60/58 Ni Óxido de Ferro Argilo minerais Heterogeneidade das amostras saprolí9cas
Resultados δ 60/58 Ni Óxido do Ferro Argilo minerais S1 S3 Heterogeneidade das amostras saprolí9cas Composição mineralógica diferente Talco (S3) Ni : 0.72 at% Sepiolita (S1) Ni : 1.38 at%
Resultados δ 60/58 Ni Efeito biogeoquímico? Jus,cia sp. ([Ni] até 2.200mg/kg δ 60 Ni plantas de - 0,06 para 0,27 Fracionamento entre os horizontes do solo Efeito das plantas hiper- acumuladoras de Ni?
Resultados δ 60/58 Ni
Resultados δ 60/58 Ni PERDA EM ISOTÓPOS PESADOS Isótopo leve Solo δ 60 Ni soil- rock = - 0.47 INTEMPERISMO Isotópo pesado Rocha Isótopos leves de Ni ð fases neorformadas Isótopos pesados de Ni ð Na parte dissolvida ð Resultados estão em acordo com o estudo de Cameron & Vance, 2014
RESULTADOS: ANvidades antrópicas Minerais 0.04± 0.03-0.19 ± 0.03 Escórias 0.16 ± 0.08 Sólo - 0,18 ± 0.03 Processo da planta de beneficiamento FeNi 0.04 ± 0.01 Pó 0.02 ± 0.02 Slags (escórias e pó) ð Enriquecimento de isótopos pesados Assinatura isotópica diferente para as amostras natural
O intemperismo de minerais primários e os minerais neoformados (argilo minerais e Fe- óxidos) conduz a um empobrecimento em isótopos mais pesados de Ni. A vegetação esta enriquecida em isótopos pesado. A extração do Ni por pirometalurgia produz escórias enriquecidas em isótopos pesados. ð Isótopos de níquel é um traçador promissor para estudos ambientais.
Obrigado! Contato: Doutorando gildas Ra9é - gildas.ra,e@gmail.com Pr. Dr. Jérémie Garnier (UnB- IG) - garnier@unb.br Agradecimento:
RESULTADOS: Pólo pesado? Em parte permutável? ð Tendencia de isótopo pesado na fração trocável Isotópos leves de Ni ð fases neorformadas Isotópos pesados de Ni ð Na parte trocável e dissolvida ð Resultados são concordantes com o estudo de Cameron & Vance, 2014