O carbono pirogênico



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O CARBONO PIROGÊNICO

Tony Jarbas Ferreira Cunha1; Etelvino Henrique Novotny2; Beáta Emöke Madari2; Vinicius de Melo Benites2; Ladislau Martin-Neto3; Gabriel de Araújo Santos4


1Embrapa Semi-Árido, Rod. BR 428, Km 152, Zona Rural, 56300-970 Petrolina, PE, Tel.: (87) 3862-1711, E-mail: tony@cpatsa.embrapa.br; 2Embrapa Solos, Rua Jardim Botânico, 1024, 22460-000 Rio de Janeiro, RJ, Tel. (21) 2179-4500; 3Embrapa Instrumentação Agropecuária, Rua XV de Novembro, 1452, Centro, 13561-160 São Carlos, SP, Tel.: (16) 3374-2477; 4Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Instituto de Agronomia, Departamento de Solos, Rod. BR 465, Km 47, 23890-000 Seropédica, RJ, Tel.: (21) 3787-3772.

SUMÁRIO

Queimadas naturais sempre tiveram importante papel no ciclo da vida terrestre. Um dos resultados de queimadas naturais e provocadas pelo homem é o carbono pirogênico que, dependendo do material de origem e das condições da queima, ocorre no meio ambiente em diferentes formas que apresentam diferentes características e comportamento. O objetivo deste capítulo é fornecer informações sobre a origem, distribuição, formas mais comuns e propriedades do carbono pirogênico no ambiente assim como descrever o efeito do fogo sobre a matéria orgânica do solo.



ABSTRACT

Natural fires always have been of great importance in the terrestrial life cycle. One of the result of natural or induced fires is pyrogenic carbon that, depending on the material of origin and on the pyrolitic conditions, occurs in the environment in different forms that have different characteristics and behaviour. The aim of this chapter is to provide an overview on the formation, distribution, and most common forms of pyrogenic carbon in the environment, and describe the effect of fire on soil organic matter properties.



INTRODUÇÃO

O domínio do fogo foi um dos mais importantes eventos que possibilitaram a hegemonia humana sobre a Terra, sendo a primeira evidência do seu uso, ainda pelos hominídeos, datada de 1 a 1,5 milhão de anos (Crutzen & Andreae, 1990). Com o surgimento do Homo sapiens, as queimadas foram expandidas em todos os continentes (Malingreau et al., 1985) e datação de carvão em sedimentos mostra uma correlação entre as taxas de queima (incidência de fogo) e os assentamentos humanos (Crutzen & Andreae, 1990). Ainda hoje grandes queimadas são utilizadas em todo o mundo tendo como objetivo a abertura de novas áreas para uso agropecuário. No Brasil, praticamente uma área do tamanho do Estado de Alagoas é queimada anualmente na Floresta Amazônica.


Entretanto, desde o aparecimento das gimnospermas, há cerca de 360 milhões de anos, queimadas naturais sempre ocorreram (Jones & Rowe, 1999). Altas concentrações de carbono pirogênico em sedimentos do cretáceo/terciário sugerem que o final da idade dos répteis na terra, há cerca de 65 milhões de anos, foi associado a grandes incêndios globais que emitiram para a atmosfera grandes quantidades de carbono pirogênico (Wolbach et al., 1985).
O papel do fogo foi e ainda é de grande importância no desenvolvimento da humanidade. Povos antigos valiam-se do fogo não somente no preparo dos alimentos, como também em rituais religiosos, práticas de defesa, fertilização dos solos e atividades beligerantes. Segundo Spurr & Barnes (1973) o fogo é o fator dominante na história de ecossistemas florestais, e a grande maioria das florestas do mundo, com exceção das florestas permanentemente úmidas e de cinturões mais úmidos nos trópicos, foi queimada em intervalos freqüentes de mais ou menos mil anos, concordando com as informações de Crutzen & Andreae (1990).
Nos incêndios naturais e provocados, na queima de combustíveis fósseis, madeira e carvão, bem como na incineração de detritos, geralmente, ocorre a combustão incompleta do material orgânico, o que leva à formação de uma série de compostos genericamente denominados carbono pirogênico. Esses compostos, pela sua recalcitrância, representam um importante reservatório de carbono estável, podendo mitigar o aumento da concentração atmosférica de CO2, e também desempenham importante papel na fertilidade dos solos, especialmente quando química e biologicamente alterados.

DEFINIÇÕES




Carbono pirogênico

Smernik et al. (2000) utilizam o termo carbono pirogênico para descrever o mais inerte componente da matéria orgânica (o componente grafítico), e o termo carvão é usado para descrever uma grande variedade de materiais orgânicos de coloração preta e altamente aromáticos formados durante a combustão, mas que não precisam ter a estrutura grafítica. Por sua vez, e Cope & Chaloner (1980) consideram que a combustão de materiais derivados de plantas leva à formação de duas amplas categorias, carvão e carbono pirogênico, este é formado a temperaturas superiores a 600 ºC, aquele a temperaturas inferiores a 600 ºC.


Novakov (1984) definiu o termo carbono pirogênico como “material produzido por combustão e que apresenta microestrutura grafítica”. Termos como carvão (chacoal), fuligem (soot) e carbono elementar são encontrados na literatura como sinônimos de carbono pirogênico apesar de não existir uma terminologia geralmente aceita (González-Pérez et al., 2004).
Entretanto, Simpson & Hatcher (2004a) utilizam o termo carbono pirogênico para descrever diferentes produtos da combustão incompleta, tais como: fuligem, carvão e grafite. Além disso, Schmidt & Noack (2000) afirmam que não existe um consenso geral no que diz respeito a um ponto divisório entre as diferentes propriedades físicas e químicas do carbono pirogênico, ou seja, um limite entre os diversos subprodutos da combustão que têm sido considerados como carbono pirogênico.
González-pérez et al. (2004) propuseram Uma melhor descrição para carbono pirogênico, na qual este pode ser entendido como “um contínuo entre materiais de plantas parcialmente carbonizadas, tais como carvão e material grafítico e partículas de fuligens condensadas na fase gasosa”. Nessa definição é importante acrescentar, como precursores do carbono pirogênico, todos os materiais orgânicos, sintéticos ou naturais. por conseguinte, tanto carvão, grafite e fuligem de materiais carbonáceos são considerados como carbono pirogênico, sendo essa uma forma altamente recalcitrante de carbono orgânico e, assim, embora sofra alguma degradação nos solos (Bird et al., 1999) e no ambiente, sua incorporação neste é de suma importância para o seqüestro de carbono (Schmidt & Noack, 2000; Sombroek et al., 2003).

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