Sequestro de carbono e mecanismos de estabilização da matéria orgânica em Tecnossolos construídos para a recuperação de áreas degradadas por mineração

Autor(es)

Francisco Ruiz

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2023-12-06

Membros da banca

Tiago Osorio Ferreira; Fernando Dini Andreote; Abad Chabbi; Cornelia Rumpel

• Orientador: Tiago Osorio Ferreira

Resumo

O impacto humano sobre o clima representa uma crise global. A mineração, embora essencial para o crescimento econômico, contribui para esse cenário ao remover completamente o solo e vegetação, agravando as emissões de gases de efeito estufa, além de gerar grandes quantidades de resíduos. Nesse contexto, a presente tese explora a importância dos Tecnossolos (i.e., solos desenvolvidos a partir de materiais antropogênicos, como resíduos urbanos, industriais e de mineração) na recuperação de áreas de mineração como estratégia para mitigar as emissões de carbono provenientes da mineração. Através de uma combinação de métodos, incluindo técnicas espectroscópicas (FTIR e XPS), análises térmicas (TG-DSC, Rock-Eval, Pirólise-GC/MS) e métodos de extração química por via úmida investigou-se os mecanismos que atuam na estabilização da matéria orgânica do solo (MOS). Além disso, utilizando dados georreferenciados e informações sobre estoques de carbono, estimou-se o potencial de sequestro de carbono em Tecnossolos para todo o território brasileiro. Para entender os processos que governam o acúmulo de MOS durante as fases iniciais do desenvolvimento dos Tecnossolos, utilizou-se como modelo um caso bem-sucedido de recuperação de área de mineração, que envolveu a combinação de resíduos de calcário e gramíneas tropicais. Foi demonstrado que a rápida intemperização dos resíduos de mineração resultou na formação de minerais secundários reativos, como montmorilonita e óxidos de ferro de baixa cristalinidade, favorecendo a formação de interações entre as fases orgânicas e minerais, além do desenvolvimento de agregados estáveis no solo. Isso, por sua vez, protegeu a MOS tanto na forma de matéria orgânica associada a minerais (MOAM) quanto particulada (MOP). A formação de pontes catiônicas entre compostos orgânicos e superfícies minerais, mediadas por cálcio (Ca) e magnésio (Mg), juntamente com o querogênio presente nos resíduos, garantiu alta estabilidade térmica e biológica da MOS, superior à de um solo natural usado como referência. O intenso acúmulo de MOS foi responsável por transformar os resíduos de mineração de calcário em solos férteis e adequados para a agricultura em apenas 20 anos. Em nível nacional, estimou-se que a recuperação de áreas de mineração através da construção de Tecnossolos tenha o potencial de reduzir em até 60% as emissões de dióxido de carbono decorrentes da perda de solo. Além do sequestro de carbono, os Tecnossolos demonstram grande potencial para restaurar os serviços ecossistêmicos proporcionados pelo solo, como ciclagem de nutrientes, regulação do ciclo dágua e conservação da biodiversidade. O uso de Tecnossolos na recuperação de áreas degradadas pela mineração emerge, portanto, como uma estratégia promissora não apenas para o Brasil, mas também para outros países com extensas áreas de mineração. Trabalhos futuros devem explorar a ampla variedade de resíduos disponíveis, incluindo os de origem mineradora, urbana e industrial, a fim de criar solos com alto potencial de sequestro de carbono e de provisão de serviços ecossistêmicos. (AU)

• Processo FAPESP: 19/18324-3 - Qualidade do solo e estabilização da matéria orgânica em tecnossolos construídos com rejeitos de mineração de calcário
• Beneficiário: Francisco Ruiz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado