Universidade Federal do Rio Grande do Sul e Programa de Pós-Graduação em Ciências da Terra pela oportunidade de realizar o curso. 1 Tese de Doutorado em Ciência do Solo, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil.
INTRODUÇÃO GERAL
Os principais constituintes do solo responsáveis pela adsorção específica de ETs são os óxidos (Andersen et al., 2002). A relação entre pH e adsorção de ET também foi observada por Alleoni et al. 2005) estudando propriedades do solo relacionadas à adsorção de cádmio e cobre em solos tropicais.
CAPÍTULO I – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Os elementos-traço cádmio, chumbo e níquel
- Cádmio
- Chumbo
- Níquel
Segundo Barajas e Aceves et al. 1999); altas concentrações de ETs diminuem a biomassa microbiana do solo (Fliebbach et al., 1994). A disponibilidade e mobilidade dos oligoelementos são determinadas por reações de adsorção/dessorção na superfície das partículas do solo (Kabata-Pendias e Pendias, 2001).
O risco dos elementos-traço
- Elementos-traço em animais, microrganismos, plantas e
- Efeitos da contaminação do solo sobre
- Efeitos dos elementos-traço sobre animais e
Origem dos elementos-traço em solos
Estudos em locais próximos a complexos industriais e de processamento de minério mostram altas concentrações de oligoelementos no solo, os. Alguns insumos ou subprodutos agrícolas utilizados para fins medicinais ou nutricionais na agricultura também representam uma fonte potencial de poluição ambiental por oligoelementos (Campos et al., 2005).
Legislação mundial para uso de fertilizantes minerais
- Procedimentos analíticos para avaliação de elementos-
- Extração de teores totais de elementos-traço
- Extração de teores biodisponíveis de elementos-traço 21
Capacidade máxima de adsorção de Cd em solos em sistemas sem competição (A) e com competição com Ni e Pb (B). É importante ressaltar que as propriedades químicas, físicas e mineralógicas do solo são fundamentais na dinâmica de adsorção de ETs em sistemas dinâmicos como o solo (Smith et al., 1999).
CAPÍTULO II - TEORES DE CÁDMIO, NÍQUEL E CHUMBO EM
INTRODUÇÃO
- Hipóteses
- Objetivos
Na Instrução Normativa nº 27 do MAPA foram propostos valores limites máximos para alguns oligoelementos tóxicos presentes em fertilizantes minerais e orgânicos (Brasil, 2006) que não especificam os teores de Ni, como é o caso dos fertilizantes fosfatados. Após maceração, as amostras foram submetidas a dois métodos de extração dos oligoelementos Cd, Ni e Pb: ácido total e ácido cítrico.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O método 3051A extraiu maiores quantidades de ETs das amostras do que o ácido cítrico, o que é explicado pelo uso de um ácido forte (HNO3) e também porque a extração foi realizada sob alta pressão. Os valores certificados na amostra padrão, os valores encontrados e os percentuais de recuperação dos ETs das amostras são apresentados na Tabela 3. Valores certificados na amostra padrão NIST (SRM 695), níveis encontrados, e porcentagem de recuperação dos ETs Conteúdo Certificado ETs Recuperação de conteúdo encontrado.
Os valores totais de Cd e Pb foram comparados com os níveis máximos permitidos de ETs para cada formulação de fertilizantes estabelecidos na legislação brasileira Instrução Normativa 27 de junho de 2006 (IN 27) (Tabela 4). Comparação entre o teor de Cd e Pb extraído pelo método USEPA 3051A das amostras de dejetos e os valores dados na Instrução Normativa 27 (IN 27).
CONCLUSÕES
As isotermas de adsorção de Ni em dez solos que foram estudados em sistemas não competitivos e competitivos são mostradas nas Figuras 6 e 7. Capacidade máxima de adsorção de Ni em solos em sistemas sem competição (A) e com competição com Cd e Pb (B). Capacidade máxima de adsorção de Pb com dedos em sistemas sem competição (a) e com competição com Cd e Ni (b).
Coeficiente de correlação entre propriedades do solo e capacidade máxima de adsorção de TE prevista por equações lineares no sistema não competitivo. Coeficiente de correlação entre propriedades do solo e capacidade máxima de adsorção de TE prevista por equações lineares no sistema competitivo.
CAPÍTULO III - TEORES DE ELEMENTOS-TRAÇO EM SOLOS
INTRODUÇÃO
- Hipóteses
- Objetivos
Oligoelementos como cádmio, níquel e chumbo estão presentes em solos, sedimentos e sistemas aquáticos (Guilherme et al., 2005). Alguns insumos ou subprodutos agrícolas utilizados para fins corretivos ou nutricionais na agricultura são fonte de contaminação ambiental por oligoelementos (Campos et al., 2005). Contudo, McBride e Spires (2001) relatam que um aumento significativo no conteúdo de oligoelementos no solo através da aplicação de fertilizantes pode levar décadas.
Esses autores enfatizam ainda que, comparado aos fertilizantes inorgânicos e ao esterco bovino, o uso de lodo de esgoto pode resultar em adição muito maior de oligoelementos ao solo. A acumulação de oligoelementos no solo não ultrapassará os limites considerados seguros do ponto de vista sanitário.
MATERIAL E MÉTODOS
- Coleta do solo
- Preparo e extração de ETs das amostras
- Análise estatística
Amostras de solo coletadas nas áreas experimentais foram peneiradas em peneira de 2,0 mm e secas ao ar livre. Posteriormente, são separadas subamostras para determinação das propriedades químicas e físicas das áreas (Tabela 1), conforme metodologia descrita em Tedesco et al. As amostras para análise de Cd, Ni e Pb foram maceradas em almofariz e pilão, ambos de ágata, até passarem por peneira descartável de náilon com malha de 0,15 mm.
As amostras foram analisadas em triplicata e, para cada bateria, uma amostra do padrão NIST SRM 2709 específico do solo foi usada como referência para o conteúdo de oligoelementos e uma amostra em branco como controle. O teor de Cd, Ni e Pb nas amostras foi determinado em espectrofotômetro de absorção atômica com forno de grafite.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Embora a adição de fertilizantes tenha levado ao aumento dos níveis de P nos solos cultivados (Tabela 1), não foi observada correlação significativa entre os níveis das ETs Cd, Ni e Pb e os níveis de P no solo. Para melhor compreensão dos fatores que levaram aos acúmulos observados nos níveis de ETs em solos cultivados com batata, ainda precisam ser realizadas análises dos diferentes insumos utilizados nas áreas. Contudo, deve-se notar que os níveis de ET encontrados em solos cultivados estão dentro de limites aceitáveis do ponto de vista da avaliação de risco à saúde (Guilherme e Marchi, 2007).
Porém, já foi possível observar que a aplicação de altas doses de fertilizantes comerciais já alterou os níveis de oligoelementos no solo e os aumentou (neste teste, o acúmulo de clones de batata ainda não foi calculado). As diferenças encontradas nos teores de Cd, Ni e Pb entre as áreas experimentais possivelmente também podem estar ligadas a diferenças.
CONCLUSÕES
As isotermas de adsorção em amostras de dez solos em sistemas não competitivos e competitivos são apresentadas nas Figuras 1 e 2. A forma das isotermas de adsorção de Cd em sistemas não competitivos e na competição de Cd com Ni e Pb se aproxima da curva tipo L. A curva a capacidade de adsorção dos solos estudados está de acordo com o encontrado por Moreira (2004) e Alleoni et al.
As equações de regressão linear, utilizadas para calcular a capacidade máxima de adsorção de Ni (CMads), foram significativas a 5% de probabilidade (Figuras 8 e 9). Verifica-se que os formatos das isotermas de adsorção de Pb nos sistemas não competitivos e com competição de Pb com Cd e Ni aproximam-se de curvas tipo H e tipo L.
CAPÍTULOS IV - EXTRAÇÃO SEQÜENCIAL DE ELEMENTOS-
INTRODUÇÃO
- Hipótese
- Objetivo
O ET pode ser encontrado no solo nas seguintes formas: solúvel, trocável, quimicamente absorvido, ligado à matéria orgânica insolúvel e precipitado (Alloway, 1995). As formas solúveis e trocáveis são consideradas facilmente móveis e acessíveis às plantas (Sastre et al., 2001), enquanto aquelas adsorvidas em intercamadas de argila, precipitadas como carbonatos, ligadas a óxidos ou complexadas com matéria orgânica podem ser consideradas menos acessíveis (Sposito et al., 1982). Dentre os métodos disponíveis para avaliar as formas como os oligoelementos (ET) estão localizados nos solos, os métodos de extração sequencial são frequentemente utilizados pela comunidade científica.
Dependendo do método utilizado, o fracionamento pode separar as formas de ET no solo em cinco a oito frações; o procedimento começa com um extrator fraco e termina com um mais forte (Kabala e Singh, 2001). Os impactos ambientais dos oligoelementos podem ser avaliados a partir de extrações sucessivas, pois as frações solúveis e trocáveis do método são as formas mais móveis no solo, passíveis de serem absorvidas pelas plantas, sendo assim as formas potencialmente mais perigosas.
MATERIAL E MÉTODOS
- Obtenção da fração solúvel em água–F1
- Obtenção da fração trocável–F2
- Obtenção da fração orgânica–F3
- Obtenção da fração orgânica–F4
- Obtenção da fração ligada aos óxidos de Mn–F5
- Obtenção da fração ligada aos óxidos de Fe mal-
- Obtenção da fração ligada aos óxidos de Fe cristalizados
- Obtenção da fração residual–F8
A suspensão foi então agitada durante duas horas num agitador horizontal a 150 oscilações por minuto e depois centrifugada durante 15 minutos a 2500 rotações por minuto. O resíduo da extração anterior foi lavado com 20 ml de água deionizada e agitado horizontalmente por cinco minutos. A suspensão foi então agitada durante duas horas num agitador horizontal e centrifugada durante 15 minutos a 2500 rotações por minuto.
A suspensão foi então agitada por duas horas em agitador horizontal, sendo centrifugada por 15 minutos a 2500 rpm. A suspensão foi então agitada durante duas horas num agitador horizontal e depois centrifugada durante 15 minutos a 2500 rpm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- Teores de Cd nas frações do solo
- Teores de Ni nas frações do solo
- Teores de Pb nas frações do solo
Como neste trabalho a concentração de Ni adicionado às amostras foi elevada (1000 mg kg-1), o ET passou a realizar ligações de menor energia com as cargas superficiais do solo (eletrostáticas), aumentando assim sua presença nas frações solúveis e trocáveis ( O'Connor et al., 1984). Observa-se que o Pb predominou nas frações orgânica (DTPA) e residual em todas as amostras de solo, com e sem competição com os outros dois elementos. A distribuição do Pb nas frações do solo mostra a dinâmica desse elemento em solos contaminados e está de acordo com Alloway (1995), que menciona que o Pb tem a propriedade de apresentar alta adsorção e baixa mobilidade, e portanto pouco disponível para absorção pelas plantas .
Quando houve competição pelo complexo de classificação, foram encontradas maiores quantidades de Pb nas frações solúveis e trocáveis na maioria das amostras. O níquel e o chumbo, principalmente este último, estavam mais concentrados em frações que estariam menos disponíveis, provavelmente devido à formação de ligações de alta energia (complexos de esferas internas) com a fase sólida do solo (fração orgânica e mineral).
CONCLUSÕES
INTRODUÇÃO
- Hipóteses
- Objetivos
Estudos sobre adsorção de oligoelementos realizados por Andersen et al., (2002) mostraram que o Cd pode ser adsorvido no solo por simples forças eletrostáticas ou pode estar intimamente associado a óxidos, carbonatos e matéria orgânica. 1998) observaram que a retenção de Pb e Cu era menos sensível à presença de outros cátions (como Cd, Ni e Zn), sugerindo que estes foram especificamente retidos, e descobriram que o Cd teve pouco efeito na adsorção de Pb em oligoelementos. no solo é um índice que permite monitorar os riscos ambientais. Os íons cádmio, níquel e chumbo competem pelos locais de adsorção do complexo sorvente do solo e isso afeta sua mobilidade e disponibilidade no solo.
Avaliar se o modelo matemático de Langmuir descreve adequadamente a adsorção de oligoelementos em amostras de solo selecionadas.
MATERIAL E MÉTODOS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
- Adsorção não competitiva e competitiva de Cd com Ni e
- Adsorção não competitiva e competitiva de Ni com Cd e
- Adsorção não competitiva e competitiva de Pb com Cd e
- Correlação entre a capacidade máxima de adsorção dos
Porcentagem de Cd adsorvido no sistema não competitivo em função das doses adicionadas às amostras de solo. Neste estudo, o modelo de Langmuir não descreveu a adsorção de Cd no sistema não competitivo para solos CHa e RLd e no sistema competitivo para LVd, Mek, PVd2 e RQg. Verifica-se que, na maioria dos casos, as isotermas de adsorção de Ni em sistemas não competitivos e com competição do Ni com Cd e Pb aproximam-se de curvas do tipo L.
Relação entre a concentração de Ni na solução de equilíbrio e a quantidade de Ni adsorvida pelo solo em sistema não competitivo e competitivo com Cd e Pb. O LVaf foi o solo que apresentou maiores CMads em sistemas não competitivos (780,64 mg kg-1 Ni). Porcentagem de Pb adsorvido em sistema não competitivo em função das doses adicionadas às amostras de solo.
O modelo de Langmuir neste estudo descreveu apenas a adsorção de Pb no sistema não competitivo em solos RQg e PVd 1.
CONCLUSÕES
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Distribution and fractionation of heavy metals in arable and forest land pairs in Denmark. Effects of toxic heavy metals (Cd, Pb) on growth and mineral nutrition of beech (Fagus sylvatica L.). FONTES, M.P.F.; GOMES, P.C., Simultaneous competitive adsorption of heavy metals by the mineral matrix of tropical soils.
Avaliação de microrganismos do solo em função da incorporação de lodo de curtume com cromo. Resíduos de metais pesados nos órgãos reprodutivos da vaca e morbidade em bovinos na região de precipitação de usinas metalúrgicas.
