Elementos-traço

Cádmio – encontra-se mais comumente dissolvido em solução em solos e águas doces

contaminadas sob sua forma livre: Cd2+ (TILLS; ALLOWAY, 1983). Este cátion metálico encontra-se intimamente associado ao oxigênio contendo grupos funcionais de ácidos fúlvicos. Essa constatação é relevante já que ácidos fúlvicos de solos e águas afetam a biodisponibilidade e o transporte dos íons metálicos (CORNELIS et al., 2005).

Possui alta afinidade com o Zn e, como esperado, é encontrado na natureza associado a esfarelita (minério de Zn) (TRINDADE et al. 2012). A greenockita (CdS) é o mineral de Cd mais comum conhecido, entretanto ainda é considerado raro (WINTER, 1998). Entre as fontes de cádmio, a mais relevante para este estudo é a proveniente de atividades de mineração de Zn e Pb, como a que ocorre no Morro Agudo do Grupo Vazante (BAIRD, 2002).

Zinco - este metal encontra-se associado a hidróxidos ou com sulfetos e carbonatos em

sistemas aquosos. Sua sorção é um processo influenciado por condições ambientais distintas, podendo ocorrer como metal livre ou complexo instável nos solos (BOSTICK et al., 2001). O zinco existe nos solos e sedimentos principalmente como Zn2+ e sua biodisponibilidade diminui nesses compartimentos geoquímicos quando o pH está alto (pH > 6). Já no caso dos complexos inorgânicos de zinco, como ZnHCO3+ e ZnCO3, a solubilidade aumenta junto ao crescimento do pH (JEFFERY; UREN, 1983).

Seus minerais mais comuns são esfalerita (ZnS), smithsonita (ZnCO3), hemimorfita (silicato básico hidratado de Zn) e franklinita (espinélio de Zn e Fe – ZnFe2O4). As maiores concentrações de zinco são encontradas em rochas sedimentares finas, como argilitos e folhelhos, e em filitos (rocha metassedimentar fina).

Cromo – ocorre nos estados de oxidação Cr (III) e Cr (VI). É mais comumente

encontrado na sua forma trivalente como cromita (FeCr2O4), comum em rochas ultramáficas ou em menor quantidade quando associado a sulfetos de Cu, Ni e Fe. Cr (VI) apresenta maior

toxicidade e é produzido predominantemente por oxidação aérea da cromita em fusão alcalina e seus compostos são altamente solúveis, móveis e biodisponíveis quando comparados aos compostos de Cr (III) (CORNELIS et al., 2005). A complexação de Cr (III) com substâncias húmicas formam compostos cineticamente estáveis. Se essa matéria orgânica estiver presente em solos e sedimentos, a mobilidade do Cr (III) será muito baixa (MARX; HEUMANN, 1999).

Cr (III) é muito estável em pH ácido e facilmente oxidado em fortes condições alcalinas, já o Cr (VI) reduz-se facilmente sob condições ácidas e é mais estável contra redução em condições alcalinas (CORNELIS et al., 2005). É importante ressaltar que processos de sorção provocam a remoção de cromo de um material sólido, levando seus íons para superfícies negativamente carregadas como silicatos ou matéria orgânica (EARY; RAI, 1989).

Cobre – O metal ioniza rapidamente quando exposto ao oxigênio, tornando-se Cu2+. O cobre está comumente associado ao Fe, no entanto também pode ser encontrado em compostos contendo As, Pb, Se, Sn, Sb e Ag (BARNES, 1997). Durante o resfriamento de um sistema contendo cobre e exposição ao oxigênio e água, este metal sofre oxidação, liberando Cu (I e II). Cu(II) irá reagir rapidamente com CO3 e OH- quando oxidado; nesse sistema também há possibilidade de reação com alumínio e fosfato (CORNELIS et al., 2005).

Cátions predominantes de cobre (Cu2+_{) podem ser adsorvidos por minerais de solos} carregados negativamente, como argilas, e adsorvidos fortemente por óxidos, principalmente de Mn e Fe (DIXON; WEED, 1989). Esse cátion é conhecido por formar compostos muito estáveis com Fe e Al-OH-_{, estando sujeito a trocas catiônicas no solo controladas pela presença} de argilominerais e pH. Em solos e sedimentos ricos em sulfetos, é notável a presença de calcocita (estável), covalita (metaestável) e até coexistência de ferrita cuprosa quando o pH > 4. No entanto, a maioria dos minerais de Cu são instáveis nesses compartimentos geoquímicos (LINDSAY, 1979).

O cobre precisa sofrer oxidação para ganhar mobilidade no meio ambiente, tornando-se tóxico e/ou bioacumulado. Como Cu2+ ou Cu+, o cobre pode acumular-se nos horizontes superficiais de solos e em sedimentos aquáticos, formando complexos estáveis com natural ocorrência de matéria orgânica e carbonatos. O cobre apresenta baixa biodisponibilidade em pH >7, devido à formação de carbonatos e óxidos. No caso do Cu2+, este reage facilmente com solos minerais inorgânicos contendo Mn, Fe e argilominerais, reduzindo sua mobilidade e biodisponibilidade (CORNELIS et al., 2005).

Chumbo – Pode ser adsorvido por argilominerais, matéria orgânica e/ou óxidos de Fe

e Mn amorfos, no entanto chumbo inorgânico raramente existe em sua forma elementar (STOEPPLER, 1992). Já o chumbo orgânico apresenta taxa de decomposição para Pb2+ acelerada pela radiação solar e a degradação pode ser influenciada por outras espécies encontradas no meio ambiente. A concentração de chumbo na natureza é muito baixa e os danos do chumbo orgânico são maiores do que o do inorgânico (CORNELIS et al., 2005).

A galena (PbS) é o mineral mais comum que contém chumbo (e um dos sulfetos mais abundantes no Morro do Ouro), seguido da cerussita (PbCO3). Em rochas sedimentares, a distribuição do metal é controlada por feldspatos, micas, sulfetos e argilominerais (BGS, 1991). Em solos e sedimentos, o controle tem a ação de micas, silicatos ferromagnesianos, feldspatos potássicos e plagioclásios. (TRINDADE et al., 2012).

Mercúrio – a toxicidade do mercúrio depende de sua forma química, sendo que os

compostos que apresentam mercúrio orgânico são os mais tóxicos. Cátions de mercúrio orgânico ligam-se com ácidos orgânicos e inorgânicos formando sais que reagem com ligantes biológicos, principalmente grupos sulfidrilas. Microorganismos em sedimentos e algas marinhas são responsáveis pela formação de compostos de (mono)metilmercúrio (CH3Hg+_{), os} quais são altamente tóxicos ao meio ambiente (YONEDA; SUZUKI, 1997).

Em solos e sedimentos, o mercúrio está principalmente associado a matéria orgânica. Por causa da metilação, é normal que o metilmercúrio não se concentre em sedimentos por mais de 1.5% do total de mercúrio presente no sistema. Já o dimetilmercúrio ([CH3]2Hg) é bem mais instável em condições normais, entretanto torna-se estável sob fatores como altos níveis de sulfetos, salinidade, condições anóxicas e constantes entradas de metano no meio (DE FLORA et al. 1994).

Níquel – é encontrado associado a sulfetos, óxidos e silicatos. De acordo com

CORNELIS et al. (2005), solos não poluídos apresentam concentração de Ni de até 0,5 µg/g. Sua especiação está intimamente ligada a parâmetros como mineralogia de particulados depositados no solo, histórico do uso da terra, idade do solo, presença de ligantes de ácido húmico, sílica e óxidos hidratados de Fe e Mn.

Grandes quantidades de níquel (Ni2+) podem ligar-se fortemente às superfícies de óxidos hidratados e sílica, diminuindo drasticamente sua biodisponibilidade e mobilidade. Essa ligação depende muito das condições de pH. A pH baixo, óxidos de Mn absorvem Ni. Já com o aumento

do pH, óxidos de Fe também aparecem para se juntar a Ni assim como os de Mn. A sílica é considerada um ligante fraco, porém relevante (THEIS; RITCHER, 1979).

Arsênio – no geral, as formas inorgânicas de arsênio (As3+ e As5+) são mais tóxicas que as orgânicas (metiladas), e mais, As(III) possui maior toxicidade que As(V) (ATSDR, 2007b). Pode ser encontrado em óxidos, sulfetos e arsenatos, entretanto o mais comum é a arsenopirita (FeAsS). O arsênio é liberado no meio através do intemperismo, principalmente por processos de oxidação da arsenopirita por O2 ou Fe3+ (CORNELIS et al. 2005; SMEDLEY; KINNIBURGH, 2002).

Em solos e sedimentos, o arsênio apresenta alta afinidade com superfícies minerais, principalmente de oxi-hidróxidos de Fe, Al e Mn a pH neutro a baixo. A argila também pode exercer um importante papel de adsorção de As em solos ácidos (pH<4). Já a pH elevado, sob condições redutoras, oxi-hidróxidos de Fe, Al e Mn tendem a liberar o arsênio, aumentando sua mobilidade no ambiente. Se as condições redutoras forem muito fortes, formam-se compostos As-sulfetos insolúveis. Também há possibilidade de adsorção por carbonatos quando o pH encontra-se entre 7e 9 (CHIEN et al., 2012; SADIQ, 1997; SMITH et al., 2002).