Distribuição do cádmio nas frações químicas de um cambissolo flúvico alumínico gleissólico / Cadmium distribution in chemical fractions of a fluventic dystrudept soil

A compreensão da distribuição dos elementos-traço às frações químicas do solo, mobilidade e concentração total são imprescindíveis no diagnóstico da contaminação e definição de estratégias de remediação de áreas contaminadas. Este trabalho teve como objetivo observar o comportamento do Cd nas diferentes frações químicas e do Cd total através da extração por água régia na camada superficial de um CAMBISSOLO FLÚVICO Alumínico gleisólico. Após a contaminação com doses crescentes e incubação do metal no solo, amostras foram analisadas através do protocolo de GOMES et al. (1997) para a extração sequencial, e através do protocolo ISO 11047 (1998) (água régia) para a extração total. A concentração de Cd foi determinada por espectrometria de absorção atômica. Os resultados foram submetidos à análise de variância, sendo ajustadas equações de regressão entre as variáveis analisadas e as doses de Cd aplicadas no solo e calculadas as proporções do Cd alocado em cada fração e do Cd total recuperado. O aumento das doses de Cd aplicadas no solo experimentado elevou a concentração total, e a concentração as suas frações químicas, em ordem crescente de intensidade: óxidos de ferro    <  solúvel < residual < matéria orgânica < trocável. Proporcionalmente, sob baixas concentrações, o Cd tem maior tendência de ligar-se à matéria orgânica, óxidos de ferro e à fração residual. Sob altas...

Understanding of trace elements distribution in different soil chemical fractions and of the total mobility and concentration is essential for the diagnosis of contamination and the definition of remediation strategies for contaminated sites. This study aims to evaluate Cd behavior in the soil chemical fractions and Cd total concentration extracted by aqua regia of a Fluventic Dystrudept. After the contamination with increasing doses applied and incubation of the metal in the soil, samples were analyzed following the protocol described by GOMES et al. (1997) for sequential fractionation, and the ISO 11047 (1998) (aqua regia) for total extraction. Cd determination was performed by atomic absorption spectrometry. The results were subjected to analysis of variance. Regression equations were adjusted between the variables analyzed and the Cd levels were applied to the soil. Subsequently, the proportions of the Cd allocated in each fraction and the total recovered Cd were calculated. The increase in Cd levels applied to the soil of the experiment increased total Cd concentration and the concentration in the chemical fractions in the following order of intensity: iron oxides < soluble < residual < organic matter < exchangeable. Proportionally, under low concentrations, the element has higher tendency to bind with organic matter, iron oxides and residual fraction than with...

Distribuição do cádmio nas frações químicas de um cambissolo flúvico alumínico gleissólico / Cadmium distribution in chemical fractions of a fluventic dystrudept soil

A compreensão da distribuição dos elementos-traço às frações químicas do solo, mobilidade e concentração total são imprescindíveis no diagnóstico da contaminação e definição de estratégias de remediação de áreas contaminadas. Este trabalho teve como objetivo observar o comportamento do Cd nas diferentes frações químicas e do Cd total através da extração por água régia na camada superficial de um CAMBISSOLO FLÚVICO Alumínico gleisólico. Após a contaminação com doses crescentes e incubação do metal no solo, amostras foram analisadas através do protocolo de GOMES et al. (1997) para a extração sequencial, e através do protocolo ISO 11047 (1998) (água régia) para a extração total. A concentração de Cd foi determinada por espectrometria de absorção atômica. Os resultados foram submetidos à análise de variância, sendo ajustadas equações de regressão entre as variáveis analisadas e as doses de Cd aplicadas no solo e calculadas as proporções do Cd alocado em cada fração e do Cd total recuperado. O aumento das doses de Cd aplicadas no solo experimentado elevou a concentração total, e a concentração as suas frações químicas, em ordem crescente de intensidade: óxidos de ferro    <  solúvel < residual < matéria orgânica < trocável. Proporcionalmente, sob baixas concentrações, o Cd tem maior tendência de ligar-se à matéria orgânica, óxidos de ferro e à fração residual. Sob altas...(AU)

Understanding of trace elements distribution in different soil chemical fractions and of the total mobility and concentration is essential for the diagnosis of contamination and the definition of remediation strategies for contaminated sites. This study aims to evaluate Cd behavior in the soil chemical fractions and Cd total concentration extracted by aqua regia of a Fluventic Dystrudept. After the contamination with increasing doses applied and incubation of the metal in the soil, samples were analyzed following the protocol described by GOMES et al. (1997) for sequential fractionation, and the ISO 11047 (1998) (aqua regia) for total extraction. Cd determination was performed by atomic absorption spectrometry. The results were subjected to analysis of variance. Regression equations were adjusted between the variables analyzed and the Cd levels were applied to the soil. Subsequently, the proportions of the Cd allocated in each fraction and the total recovered Cd were calculated. The increase in Cd levels applied to the soil of the experiment increased total Cd concentration and the concentration in the chemical fractions in the following order of intensity: iron oxides < soluble < residual < organic matter < exchangeable. Proportionally, under low concentrations, the element has higher tendency to bind with organic matter, iron oxides and residual fraction than with...(AU)

Cupriavidus necator strains: zinc and cadmium tolerance and bioaccumulation

ABSTRACT: Among soil microorganisms, the genus Cupriavidus has garnered particular scientific, economic and ecological interest because of its ability to fix nitrogen and tolerate high concentrations of metals. The aim of this study was to analyze four strains of Cupriavidus necator for their ability to tolerate and bioaccumulate cadmium and zinc. The tolerance of these strains to these metals was assessed in liquid culture medium containing different concentrations of Zn + Cd and in soil solutions and soils contaminated with multiple elements including Zn, Cd, Cu and Pb. The four strains showed high tolerance to Zn and Cd, both in culture medium and when inoculated into contaminated soil solutions or multi-element contaminated soil. The UFLA02-71 strain displayed the highest ability to bioaccumulate these metals. It was able to accumulate 93.76 µmol g cell1 of Zn and 16.03 µmol g cell1 of Cd when cultured in liquid medium with a total heavy metal concentration of 9,140 µmol L1 (9,000 Zn + 140 Cd) and was able to accumulate 16.98 µmol g cell1 of Cd in the soil solution. An increase in the pH of the culture medium resulting from the growth of the C. necator strains reduced the Zn2+ and Cd2+ ions in the medium and increased the concentrations of the ZnHPO4 and CdHPO4 species in solution. Thus, we concluded that they show great potential for use in the bioremediation of HM-contaminated areas.

Cupriavidus necator strains: zinc and cadmium tolerance and bioaccumulation

ABSTRACT: Among soil microorganisms, the genus Cupriavidus has garnered particular scientific, economic and ecological interest because of its ability to fix nitrogen and tolerate high concentrations of metals. The aim of this study was to analyze four strains of Cupriavidus necator for their ability to tolerate and bioaccumulate cadmium and zinc. The tolerance of these strains to these metals was assessed in liquid culture medium containing different concentrations of Zn + Cd and in soil solutions and soils contaminated with multiple elements including Zn, Cd, Cu and Pb. The four strains showed high tolerance to Zn and Cd, both in culture medium and when inoculated into contaminated soil solutions or multi-element contaminated soil. The UFLA02-71 strain displayed the highest ability to bioaccumulate these metals. It was able to accumulate 93.76 µmol g cell1 of Zn and 16.03 µmol g cell1 of Cd when cultured in liquid medium with a total heavy metal concentration of 9,140 µmol L1 (9,000 Zn + 140 Cd) and was able to accumulate 16.98 µmol g cell1 of Cd in the soil solution. An increase in the pH of the culture medium resulting from the growth of the C. necator strains reduced the Zn2+ and Cd2+ ions in the medium and increased the concentrations of the ZnHPO4 and CdHPO4 species in solution. Thus, we concluded that they show great potential for use in the bioremediation of HM-contaminated areas.

Potentiality of Melastoma malabathricum as Phytoremediators of soil contaminated with sewage sludge

Heavy metal pollution of the soil environment has become a major source of concern and continues to pose serious health problems to both humans and ecological systems worldwide. Phytoremediation is a biological treatment whereby plants are used to remove pollutant from the environment. An experiment was conducted to evaluate the potential of Melastoma malabathricum as a phytoremediator to absorb heavy metals from soil contaminated with sewage sludge. Melastoma malabathricum seedlings were planted on six different growth media: T0 - Control (100 % soil), T1 (80 % soil + 20 % sewage sludge), T2 (60 % soil + 40 % sewage sludge), T3 (40 % soil + 60 % sewage sludge), T4 (20 % soil + 80 % sewage sludge) and T5 (100 % sludge). There were differences found in both growth parameters and plant biomass. The highest growth performance such as plant height and number of leaves was found in T3. Iron was highly accumulated in the roots, Cu in the stems in T3, while Pb was accumulated in leaves in T5. The results showed the lowest Translocation Factor (TF) and highest Bioconcentration Factor (BCF) values in relation to the following elements: Cu, Fe, Mn, Pb and Zn. Melastoma malabathricum roots are able to uptake and translocate the elements into the plant's shoots. Therefore, it can be considered a good accumulator plant due to its capability of concentrating contaminants in aerial tissue. Melastoma malabathricum were thus found to be suitable for absorbing heavy metals in contaminated soils, and this species can also be considered an effective phtyoremediator of contaminated soil and mitigator of soil pollution.

Cupriavidus necator strains: zinc and cadmium tolerance and bioaccumulation

Among soil microorganisms, the genus Cupriavidus has garnered particular scientific, economic and ecological interest because of its ability to fix nitrogen and tolerate high concentrations of metals. The aim of this study was to analyze four strains of Cupriavidus necator for their ability to tolerate and bioaccumulate cadmium and zinc. The tolerance of these strains to these metals was assessed in liquid culture medium containing different concentrations of Zn + Cd and in soil solutions and soils contaminated with multiple elements including Zn, Cd, Cu and Pb. The four strains showed high tolerance to Zn and Cd, both in culture medium and when inoculated into contaminated soil solutions or multi-element contaminated soil. The UFLA02-71 strain displayed the highest ability to bioaccumulate these metals. It was able to accumulate 93.76 µmol g cell1 of Zn and 16.03 µmol g cell1 of Cd when cultured in liquid medium with a total heavy metal concentration of 9,140 µmol L1 (9,000 Zn + 140 Cd) and was able to accumulate 16.98 µmol g cell1 of Cd in the soil solution. An increase in the pH of the culture medium resulting from the growth of the C. necator strains reduced the Zn2+ and Cd2+ ions in the medium and increased the concentrations of the ZnHPO4 and CdHPO4 species in solution. Thus, we concluded that they show great potential for use in the bioremediation of HM-contaminated areas.(AU)

Potentiality of Melastoma malabathricum as Phytoremediators of soil contaminated with sewage sludge

Heavy metal pollution of the soil environment has become a major source of concern and continues to pose serious health problems to both humans and ecological systems worldwide. Phytoremediation is a biological treatment whereby plants are used to remove pollutant from the environment. An experiment was conducted to evaluate the potential of Melastoma malabathricum as a phytoremediator to absorb heavy metals from soil contaminated with sewage sludge. Melastoma malabathricum seedlings were planted on six different growth media: T0 - Control (100 % soil), T1 (80 % soil + 20 % sewage sludge), T2 (60 % soil + 40 % sewage sludge), T3 (40 % soil + 60 % sewage sludge), T4 (20 % soil + 80 % sewage sludge) and T5 (100 % sludge). There were differences found in both growth parameters and plant biomass. The highest growth performance such as plant height and number of leaves was found in T3. Iron was highly accumulated in the roots, Cu in the stems in T3, while Pb was accumulated in leaves in T5. The results showed the lowest Translocation Factor (TF) and highest Bioconcentration Factor (BCF) values in relation to the following elements: Cu, Fe, Mn, Pb and Zn. Melastoma malabathricum roots are able to uptake and translocate the elements into the plant's shoots. Therefore, it can be considered a good accumulator plant due to its capability of concentrating contaminants in aerial tissue. Melastoma malabathricum were thus found to be suitable for absorbing heavy metals in contaminated soils, and this species can also be considered an effective phtyoremediator of contaminated soil and mitigator of soil pollution.(AU)

Differential behavior of the summer cover crops in the absorption and translocation of copper / Comportamento diferencial das plantas de cobertura de verão na absorção e translocação do cobre

Phytoremediation is an alternative technique used to treat copper-contaminated soils. The objective of this research was to explore the behavior of nine summer cover crops regarding the growth, absorption and translocation of copper in soils with contamination levels exceeding the Value of Prevention, with a view to selecting plants for phytoremediation programs. In the experiments the Cambisol was contaminated with copper, added in doses of 0, 100, 200, 400, 500 and 600mg kg-1, in which the following nine plants were cultivated under greenhouse conditions: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum and Paspalum notatum. At 90 days after sowing the plants were evaluated for dry mass of shoot and root, Cu, N, P, K, Ca, Zn, and Fe levels in the shoot and Cu in the roots. High soil Cu levels induced a decline in the phosphorus absorption by the plants. Canavalia ensiformis displayed high potential for phytoextraction as these plants could translocate high copper concentrations to the aerial plant parts, while the Mucuna cinereum and M. aterrima are indicated for the copper phytostabilization programs, due to the high copper accumulation in their root systems.(AU)

A fitorremediação é uma alternativa para o tratamento de solos contaminados com cobre. O objetivo do trabalho foi conhecer o comportamento de nove plantas de cobertura de verão quanto ao crescimento, absorção e translocação do cobre em solos com contaminação acima dos Valores de Prevenção, com vistas a seleção de plantas para programas de fitorremediação. Um Cambissolo foi contaminado com doses de 0, 100, 200, 400, 500 e 600mg kg-1 de cobre e cultivado em casa de vegetação com nove plantas: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum e Paspalum notatum. Aos 90 dias após a semeadura as plantas foram avaliadas quanto à produção de massa seca de parte aérea e raízes, teores de Cu, N, P, K, Ca, Zn, e Fe na parte aérea e de Cu nas raízes. As altas concentrações de Cu no solo reduziram a absorção de fósforo pelas plantas. O feijão-de-porco apresenta potencial para a fitoextração, pois apresentou translocação de altas concentrações de cobre para os tecidos aéreos, enquanto que as mucunas preta e cinza são indicadas para programas de fitoestabilização de cobre, pois acumularam elevada concentração de cobre no sistema radicular.(AU)

Fractionation of heavy metals in yellow latosol cultivated with vegetables / Fracionamento de metais pesados em latossolo amarelo sob cultivo de hortaliças

Sequential extraction or chemical fractionation of heavy metals allows inferences to be made about their origin, occurrence, bioavailability, toxic potential and environmental contamination. Thus, the present study aimed to assess the distribution of Cu, Mn, Ni, Pb and Zn among the different soil fractions and landscape compartments of a yellow latosol cultivated with vegetables. Soil samples were collected from five areas cultivated with tomato (Lycopersicon esculentum, Mill.), lettuce (Lactuca sativa), chili pepper (Capsicum annuum L.) and chard (Beta vulgaris L.) in different slope positions (upper, middle, lower), and four reference areas (native forest), at a depth of 0.00 - 0.20 m. Heavy metal levels were also assessed in water used to irrigate the crops and for human consumption by collecting 200 ml of water samples from reservoirs. The soil samples were sequentially fractionated to quantify the concentrations of adsorbed Cu, Mn, Ni, Pb and Zn in the exchangeable (EF), organic matter (OF), amorphous and crystalline iron oxide fractions (AFeOx and CFeOx). Landscape position only interfered significantly in heavy metal adsorption in the soil for Cu and Ni associated with CFeOx and Zn bound to the EF in the farming areas. The highest Cu, Ni, Pb and Zn levels were found in the fractions with less stable chemical bonds (bound to organic matter), in addition to a strong affinity between Cu, Zn and Mn and the oxide fractions (AFeOx + CFeOx). The low affinity of Pb and Ni for the AFeOx and CFeOx fractions indicates greater contamination potential for the water reservoirs. In the short term, organic matter is the main source of remediation for heavy metal contamination in soil, making it important to adopt conservation practices aimed at reducing OM losses.(AU)

Extrações sequenciadas ou fracionamento químico de metais pesados permitem inferências sobre origem, forma de ocorrência, biodisponibilidade, potencial de toxicidade e contaminação ambiental por esses elementos. Assim, o presente estudo foi desenvolvido com o propósito de avaliar a distribuição de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn entre as diferentes frações do solo e compartimento da paisagem, de um Latossolo Amarelo sob cultivo de hortaliças. Foram coletadas amostras de solos de cinco áreas cultivadas com tomate (Lycopersicon esculentum, Mill.), alface (Lactuca sativa), pimentão (Capsicum annuum L.) e acelga (Beta vulgaris L.) em diferentes posições no relevo (topo, encosta, baixio) e quatro áreas de referência (mata nativa), na profundidade de 0,00 - 0,20 m. Também foram avaliados os teores de metais pesados na água destinada à irrigação das lavouras e ao consumo humano, coletando-se para isso, 200 ml de amostras de água dos reservatórios. As amostras de solo foram fracionadas sequencialmente para quantificação dos teores de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn adsorvidos às frações trocável (FT), matéria orgânica (FO), óxido de ferro amorfo e cristalino (OxFeA e OxFeC). As posições da paisagem interferiram significativamente na adsorção de metais pesados no solo apenas para o Cu e o Ni ligados à OxFeC e para o Zn ligado à FT, nas áreas cultivadas. Os maiores teores de Cu, Ni, Pb e Zn no solo encontram-se nas frações com ligações químicas menos estáveis (ligados à matéria orgânica) sendo também encontrada forte afinidade de Cu, Zn e Mn às frações oxídicas (AFeOx + CFeOx). A baixa afinidade de Pb e Ni às OxFeA e OxFeC condiciona maior potencial de contaminação dos reservatórios hídricos. A curto prazo, a matéria orgânica é a principal fonte de remediação de metais pesados no solo, sendo importante a adoção de práticas conservacionistas que reduzam suas perdas.(AU)

Utilização do resíduo de cama de frango em diferentes dosagens na produção de cebolinha / Use of the poultry litter in different dosages in the production of chives

A cama de frango é um resíduo proveniente da criação de frangos de corte. Esse resíduo é gerado quando a cama do aviário é trocada para limpeza dos barracões. O presente estudo foi realizado no Centro de Produção Vegetal e Animal Rio Pinhalzinho na cidade Iretama, Paraná, Brasil, com o objetivo de analisar o resíduo de cama de frango em diferentes dosagens na produção de cebolinha. Neste estudo, foi realizada a adição de quatro dosagens de cama de frango (5, 10, 15, 20 ton ha-1), a fim de avaliar com qual dosagem a planta de cebolinha se identificaria melhor para seu desenvolvimento, observando número de plantas, número de folhas, altura, diâmetro do bulbo, peso do bulbo, peso das folhas e peso total da planta. As avaliações foram realizadas aos 30, 45 e 60 dias após o transplantio das mudas. Os resultados mostraram que somente a altura das plantas, diâmetro, peso do bulbo, peso das folhas e peso total da planta, tiveram diferença significativa quando usado a dosagem de 5 ton ha-1 de cama de frango, para as demais variáveis não ocorreu diferença significativa. Entretanto mostra-se numericamente, que o tratamento 5 ton ha-1 foi o melhor para produção dessa espécie. Dessa forma, pode-se dizer que a cama de frango é um resíduo que pode ser utilizado na produção de cebolinhas bem como de outros vegetais desde que seja monitorada a quantidade adicionada ao solo.

Poultry litter is a residue of broilers’ creation, and this residue is generated when they are replaced for barracks cleaning. The present study was conducted in the River Pinhalzinho’s Plant and Animal Production which is located in Iretama, Paraná, Brazil, in order to allocate the residue poultry litter at different doses in the production of chives. In this study, the addition of four dosages of poultry litter (5, 10, 15, 20 ton ha-1)in the production of chives, was performed to determine with which dose the plant would identify best. To do so, its development was carried out by observing the number of plants and leaves, height, diameter of the bulb and its weight, and total of plant weight. Evaluations were performed at 30, 45 and 60 days after transplanting the seedlings. Results showed that only plant height, diameter, bulb weight, weight of leaves and total weight of the plant, had significant difference when dosages of 5 ton ha-1 of poultry litter we used, for the other variables there was no significant difference. However, it show, numerically, that the treatment 5 ton / ha was the best for the production of this species. Thus, it can be said that the poultry litter is a residue that can be used in the production of onions and other vegetables provided that the amount added to the soil is monitored.

Utilização do resíduo de cama de frango em diferentes dosagens na produção de cebolinha / Use of the poultry litter in different dosages in the production of chives

A cama de frango é um resíduo proveniente da criação de frangos de corte. Esse resíduo é gerado quando a cama do aviário é trocada para limpeza dos barracões. O presente estudo foi realizado no Centro de Produção Vegetal e Animal Rio Pinhalzinho na cidade Iretama, Paraná, Brasil, com o objetivo de analisar o resíduo de cama de frango em diferentes dosagens na produção de cebolinha. Neste estudo, foi realizada a adição de quatro dosagens de cama de frango (5, 10, 15, 20 ton ha-1), a fim de avaliar com qual dosagem a planta de cebolinha se identificaria melhor para seu desenvolvimento, observando número de plantas, número de folhas, altura, diâmetro do bulbo, peso do bulbo, peso das folhas e peso total da planta. As avaliações foram realizadas aos 30, 45 e 60 dias após o transplantio das mudas. Os resultados mostraram que somente a altura das plantas, diâmetro, peso do bulbo, peso das folhas e peso total da planta, tiveram diferença significativa quando usado a dosagem de 5 ton ha-1 de cama de frango, para as demais variáveis não ocorreu diferença significativa. Entretanto mostra-se numericamente, que o tratamento 5 ton ha-1 foi o melhor para produção dessa espécie. Dessa forma, pode-se dizer que a cama de frango é um resíduo que pode ser utilizado na produção de cebolinhas bem como de outros vegetais desde que seja monitorada a quantidade adicionada ao solo.(AU)

Poultry litter is a residue of broilers creation, and this residue is generated when they are replaced for barracks cleaning. The present study was conducted in the River Pinhalzinhos Plant and Animal Production which is located in Iretama, Paraná, Brazil, in order to allocate the residue poultry litter at different doses in the production of chives. In this study, the addition of four dosages of poultry litter (5, 10, 15, 20 ton ha-1)in the production of chives, was performed to determine with which dose the plant would identify best. To do so, its development was carried out by observing the number of plants and leaves, height, diameter of the bulb and its weight, and total of plant weight. Evaluations were performed at 30, 45 and 60 days after transplanting the seedlings. Results showed that only plant height, diameter, bulb weight, weight of leaves and total weight of the plant, had significant difference when dosages of 5 ton ha-1 of poultry litter we used, for the other variables there was no significant difference. However, it show, numerically, that the treatment 5 ton / ha was the best for the production of this species. Thus, it can be said that the poultry litter is a residue that can be used in the production of onions and other vegetables provided that the amount added to the soil is monitored.(AU)

Adsorption of cadmium and copper in representative soils of Eastern Amazonia, Brazil / Adsorção de cádmio e cobre em solos representativos da Amazônia Oriental, Brasil

Studies of heavy metals adsorption in soil play a key role in predicting environmental susceptibility to contamination by toxic elements. The objective of this study was to evaluate cadmium (Cd) and copper (Cu) adsorption in surface and subsurface soil. Samples of six soils: Xanthic Hapludox (XH1 and XH2), Typic Hapludox (TH), Typic Rhodudalf (TR), Typic Fluvaquent (TF), and Amazonian dark earths (ADE) from Eastern Amazonian, Brazil. The soils were selected for chemical, physical and mineralogical characterization and to determine the adsorption by Langmuir and Freundlich isotherms. All soils characterized as kaolinitic, and among them, XH1 and XH2 showed the lowest fertility. The Langmuir and Freundlich isotherms revealed a higher Cu (H curve) than Cd (L curve) adsorption. Parameters of Langmuir and Freundlich isotherms indicate that soils TR, TF and ADE has the greatest capacity and affinity for metal adsorption. Correlation between the curve adsorption parameters and the soil attributes indicates that the pH, CEC, OM and MnO variables had the best influence on metal retention. The Langmuir and Freundlich isotherms satisfactorily described Cu and Cd soil adsorption, where TR, TF and ADE has a lower vulnerability to metal input to the environment. Besides the pH, CEC and OM the MnO had a significant effect on Cu and Cd adsorption in Amazon soils.

Estudos de adsorção de metais pesados no solo desempenham um papel chave em prever a susceptibilidade à contaminação do ambiente por elementos tóxicos. O objetivo foi avaliar a adsorção de cádmio (Cd) e cobre (Cu) na superfície e subsuperfície de seis solos Amazônicos: Latossolo Amarelo (XH1 e XH2), Latossolo Vermelho (TH), Nitossolo Vermelho (TR), Gleissolo Háplico (TF) e Latossolo Amarelo Terra Preta de Índio (ADE) da Amazônia Oriental. Os solos foram selecionados para caracterização química, física, mineralógica e determinação da capacidade máxima de adsorção pelas isotermas de Langmuir e Freundlich. Todos os solos foram caracterizados como cauliníticos, e entre eles, XH1 e XH2 apresentaram menor fertilidade. As isotermas de Langmuir e Freundlich revelaram adsorção superior de Cu (curva H) em relação ao Cd (L curva). Os parâmetros de Langmuir e Freundlich indicam que os solos TR, TF e ADE tem a maior capacidade e afinidade para adsorção de metais. A correlação entre os parâmetros da curva de adsorção e os atributos do solo indica que o PH, capacidade de troca de cátion (CTC), matéria orgânica (MO) e óxido de manganês (MnO) tiveram influência sobre a retenção dos metais. As isotermas de Langmuir e Freundlich descreveram satisfatoriamente a adsorção de Cu e Cd no solo, onde TR, TF e ADE tem uma menor vulnerabilidade à entrada de metais para o meio ambiente. Além do pH, CTC e MO, o MnO teve um efeito significativo na adsorção de Cu e Cd em solos amazônicos.

Adsorption of cadmium and copper in representative soils of Eastern Amazonia, Brazil / Adsorção de cádmio e cobre em solos representativos da Amazônia Oriental, Brasil

Studies of heavy metals adsorption in soil play a key role in predicting environmental susceptibility to contamination by toxic elements. The objective of this study was to evaluate cadmium (Cd) and copper (Cu) adsorption in surface and subsurface soil. Samples of six soils: Xanthic Hapludox (XH1 and XH2), Typic Hapludox (TH), Typic Rhodudalf (TR), Typic Fluvaquent (TF), and Amazonian dark earths (ADE) from Eastern Amazonian, Brazil. The soils were selected for chemical, physical and mineralogical characterization and to determine the adsorption by Langmuir and Freundlich isotherms. All soils characterized as kaolinitic, and among them, XH1 and XH2 showed the lowest fertility. The Langmuir and Freundlich isotherms revealed a higher Cu (H curve) than Cd (L curve) adsorption. Parameters of Langmuir and Freundlich isotherms indicate that soils TR, TF and ADE has the greatest capacity and affinity for metal adsorption. Correlation between the curve adsorption parameters and the soil attributes indicates that the pH, CEC, OM and MnO variables had the best influence on metal retention. The Langmuir and Freundlich isotherms satisfactorily described Cu and Cd soil adsorption, where TR, TF and ADE has a lower vulnerability to metal input to the environment. Besides the pH, CEC and OM the MnO had a significant effect on Cu and Cd adsorption in Amazon soils.(AU)

Estudos de adsorção de metais pesados no solo desempenham um papel chave em prever a susceptibilidade à contaminação do ambiente por elementos tóxicos. O objetivo foi avaliar a adsorção de cádmio (Cd) e cobre (Cu) na superfície e subsuperfície de seis solos Amazônicos: Latossolo Amarelo (XH1 e XH2), Latossolo Vermelho (TH), Nitossolo Vermelho (TR), Gleissolo Háplico (TF) e Latossolo Amarelo Terra Preta de Índio (ADE) da Amazônia Oriental. Os solos foram selecionados para caracterização química, física, mineralógica e determinação da capacidade máxima de adsorção pelas isotermas de Langmuir e Freundlich. Todos os solos foram caracterizados como cauliníticos, e entre eles, XH1 e XH2 apresentaram menor fertilidade. As isotermas de Langmuir e Freundlich revelaram adsorção superior de Cu (curva H) em relação ao Cd (L curva). Os parâmetros de Langmuir e Freundlich indicam que os solos TR, TF e ADE tem a maior capacidade e afinidade para adsorção de metais. A correlação entre os parâmetros da curva de adsorção e os atributos do solo indica que o PH, capacidade de troca de cátion (CTC), matéria orgânica (MO) e óxido de manganês (MnO) tiveram influência sobre a retenção dos metais. As isotermas de Langmuir e Freundlich descreveram satisfatoriamente a adsorção de Cu e Cd no solo, onde TR, TF e ADE tem uma menor vulnerabilidade à entrada de metais para o meio ambiente. Além do pH, CTC e MO, o MnO teve um efeito significativo na adsorção de Cu e Cd em solos amazônicos.(AU)

Trace elements in two Oxisols after annual application of sewage sludge for thirteen years / Elementos-traço em dois latossolos após aplicações anuais de lodo de esgoto por treze anos

This experiment aim was to evaluate the contamination of the trace elements (TE) arsenic, barium, cadmium, chromium, copper, mercury, molybdenum, nickel, lead, selenium, and zinc considered in the CONAMA resolution 375 after 13 years long using sewage sludge (SS) as fertilizer in two soils: an Eutroferric Clayed Red Latosol (Rhodic Eutrudox RE) and a Dystrophic Red Latosol (Typic Haplorthox TH). Experiment in the field under maize cultivation had four treatments (0, 5, 10, and 20 t of SS ha-1, dry weight), five replications and an experimental design in randomized blocks. The agrochemicals (dolomitic limestone, single superphosphate, and potassium chloride), SS, soils, and the certified reference materials were digested according to the USEPA 3051A method and the chemical elements were quantified by ICP OES. The TE contents found in the agrochemicals used should not cause immediate environmental impact. The higher TE values were found in the RE and they did not reach the agricultural (more stringent) Investigation Level (IL) yet, according to 420 CONAMA resolution. Persisting the actual SS fertilization amount applied in the soil and the TE concentration in the SS is foreseen that Ba, Cd, Cr, Cu, Ni, and Zn will be the first elements to reach the IL in the RE.(AU)

O objetivo deste experimento foi avaliar os teores e o efeito cumulativo dos elementos-traço (ETs) arsênio, bário, cádmio, cromo, cobre, mercúrio, molibdênio, níquel, chumbo, selênio e zinco, da resolução 375 do CONAMA, após 13 anos consecutivos de aplicação de lodo de esgoto (LE) em dois Latossolos (Latossolo Vermelho eutroférrico LVef e Latossolo Vermelho distrófico LVd). O experimento foi realizado no campo sob cultivo de milho e constou de quatro tratamentos (0, 5, 10 e 20 t de LE ha-1, base seca) e cinco repetições, em delineamento experimental em blocos ao acaso. Amostras dos insumos agrícolas (calcário, superfosfato simples e cloreto de potássio) aplicados aos solos, LE, solos e materiais de referência certificados foram digeridos conforme método USEPA 3051A e os elementos químicos foram quantificados por ICP-OES. Os teores dos ETs encontrados nos insumos agrícolas não devem causar impacto ambiental imediato. Os maiores teores dos ETs foram encontrados no LVef e ainda não atingiram o valor de investigação (VI) agrícola (o mais restritivo) segundo os critérios da resolução 420/2009 do CONAMA. Persistindo a atual taxa de aplicação de LE e teores médios dos ETs incorporados aos solos, prevê-se que Ba, Cd, Cr, Cu, Ni e Zn serão os primeiros elementos químicos a atingirem o VI no LVef.(AU)

Chemical attributes of a South Brazilian Oxisol fertilized with swine manure and soluble fertilizer / Atributos químicos em Latossolo Vermelho fertilizado com dejeto suíno e adubo solúvel

The use of swine manure as fertilizer is the main method for final disposal of this waste. However, the dose applied must not exceed the reception capacity of the soil, to avoid the excess of elements that have potential pollutants, particularly P, Cu and Zn. In order to evaluate changes in chemical attributes of a South Brazilian Oxisol, caused by six annual applications of swine manure at the rates 0 (control), 25, 50, 100 and 200 m3 ha-1, soluble fertilizer, and manure supplemented with soluble fertilizer, a field experiment was conducted in Campos Novos, SC, in the period from 2001 to 2007. Each year, successive crops of corn (Zea mays) and oat (Avena strigosa) were grown under no-tillage. In August 2007, the soil was sampled at depths of 0-2, 4-6, 9-11, 19-21, 29-31 and 39-41 cm. Compared to the control treatment, the manure did not affect the pH and concentration of exchangeable Al and Mg, but it increased the exchangeable Ca, although only at the rate of 200 m3 ha-1, at 0-2 and 4-6 cm depths. At the first depth, soluble fertilizer decreased the pH in relation to other treatments, and at 4-6 cm depth the soluble fertilizer decreased this attribute only in relation to manure applied at the highest dose. The manure in doses of 100 and 200 m3 ha-1 increased significantly the content of extractable P at depths 0-2 and 4-6 cm, including in relation to soluble fertilizer. At th

O uso do dejeto suíno como fertilizante é a alternativa mais utilizada para o descarte desse resíduo. Entretanto, a dose aplicada não deve ultrapassar a capacidade de adsorção do solo a fim de evitar que o excesso de elementos, especialmente P, Cu e Zn, possa atuar como poluente. O presente estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar as variações nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho distroférrico provocadas por seis aplicações anuais de dejeto suíno (DJ), nas doses 0 (testemunha), 25, 50, 100 e 200 m3 ha-1, de adubo solúvel (AS), e de dejeto complementado com adubo solúvel (DJ+AS). O experimento foi conduzido a campo, no município de Campos Novos, SC, no período de 2001 a 2007. Anualmente, foram cultivados milho (Zea mays) e aveia (Avena strigosa) em cultivos sucessivos, no sistema plantio direto. Em agosto de 2007, o solo foi amostrado nas profundidades de 0-2, 4-6, 9-11, 19-21, 29-31 e 39-41 cm. O DJ não afetou o pH e os teores de Al e Mg trocáveis do solo, mas aumentou o teor de Ca trocável, embora somente na dose 200 m3 ha-1 e na profundidade 0-2 cm. Nesta, o AS diminuiu o pH em relação aos demais tratamentos, tendo também diminuído este atributo na profundidade 4-6 cm, porém, somente em relação ao DJ na maior dose aplicada. O DJ, em doses de 100 e 200 m3 ha-1, aumentou o teor de P extraível nas camadas de 0-2 e 4-6 cm, inclusive em relação ao AS. Na maior dos

Formas de perdas de cobre e fósforo em água de escoamento superficial e percolação em solo sob aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos

Successive pig slurry application can increase the copper and phosphorus levels in the soil and the losses of these elements by surface runoff and percolation. The objective of this study is to evaluate the losses and the forms of both copper and phosphorus in the surface runoff and also in/on the percolation solution, on soils with successive pig slurry application under no tillage system. The experiment was installed in 2000, at Typic Hapludalf soil. The treatments consisted of successive applications of 0, 40 and 80m³ ha-1 of pig slurry applied on soil surface in no tillage system. Samples of surface runoff and percolated solutions were collected during the life cycle of oat (Avena strigosa) in the 2006 winter, when the soil had a history of 16 pig slurry applications. The following parameters have been evaluated: Cu, P, cation, anion and pH, dissolved organic carbon and electric conductivity. The Visual MINTEQ program version 2.15 was utilized to estimate the copper and phosphorus ionic speciation. The surface runoff is the most important form of copper and phosphorus loss of the soil. In addition, copper was found in the organic form (CuCOD) and phosphorus in the free forms (HPO4(2-) e H2PO4-) in the surface runoff solution. Thus, these elements could be an important source of water contamination in places where pig farming is widespread.

As aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos podem aumentar os teores de cobre e fósforo na camada superficial do solo, aumentando as perdas de suas formas por escoamento superficial e percolação. O trabalho teve por objetivo avaliar as perdas e as formas de cobre e de fósforo na solução escoada, na superfície e percolada em solo submetido a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos, em sistema plantio direto. O experimento utilizado neste estudo foi instalado no ano de 2000, sobre um solo Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos foram aplicações sucessivas de 0, 40 e 80m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos a lanço e na superfície do solo, em sistema plantio direto. Para este trabalho, foram coletadas soluções escoadas e percoladas, durante o ciclo da aveia preta (Avena strigosa), no inverno de 2006, quando o solo apresentava um histórico de 16 aplicações de dejeto. Nas soluções, foi quantificado o sedimento e determinados os teores de Cu, P, cátions e ânions, pH, carbono orgânico dissolvido (COD) e condutividade elétrica (CE). Usando o programa Visual MINTEQ, versão 2.15, se realizou a especiação iônica de Cu e P nas soluções. As maiores perdas de cobre e fósforo do solo ocorrem por escoamento superficial, em áreas submetidas a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos em sistema plantio direto. O potencial contaminante desses elementos ficou evidenciado pela presença do cobre na forma predominante orgânica (CuCOD) e do fósforo nas formas livres (HPO4(2-) e H2PO4-), na solução escoada.

Formas de perdas de cobre e fósforo em água de escoamento superficial e percolação em solo sob aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos

Successive pig slurry application can increase the copper and phosphorus levels in the soil and the losses of these elements by surface runoff and percolation. The objective of this study is to evaluate the losses and the forms of both copper and phosphorus in the surface runoff and also in/on the percolation solution, on soils with successive pig slurry application under no tillage system. The experiment was installed in 2000, at Typic Hapludalf soil. The treatments consisted of successive applications of 0, 40 and 80m³ ha-1 of pig slurry applied on soil surface in no tillage system. Samples of surface runoff and percolated solutions were collected during the life cycle of oat (Avena strigosa) in the 2006 winter, when the soil had a history of 16 pig slurry applications. The following parameters have been evaluated: Cu, P, cation, anion and pH, dissolved organic carbon and electric conductivity. The Visual MINTEQ program version 2.15 was utilized to estimate the copper and phosphorus ionic speciation. The surface runoff is the most important form of copper and phosphorus loss of the soil. In addition, copper was found in the organic form (CuCOD) and phosphorus in the free forms (HPO4(2-) e H2PO4-) in the surface runoff solution. Thus, these elements could be an important source of water contamination in places where pig farming is widespread.

As aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos podem aumentar os teores de cobre e fósforo na camada superficial do solo, aumentando as perdas de suas formas por escoamento superficial e percolação. O trabalho teve por objetivo avaliar as perdas e as formas de cobre e de fósforo na solução escoada, na superfície e percolada em solo submetido a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos, em sistema plantio direto. O experimento utilizado neste estudo foi instalado no ano de 2000, sobre um solo Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos foram aplicações sucessivas de 0, 40 e 80m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos a lanço e na superfície do solo, em sistema plantio direto. Para este trabalho, foram coletadas soluções escoadas e percoladas, durante o ciclo da aveia preta (Avena strigosa), no inverno de 2006, quando o solo apresentava um histórico de 16 aplicações de dejeto. Nas soluções, foi quantificado o sedimento e determinados os teores de Cu, P, cátions e ânions, pH, carbono orgânico dissolvido (COD) e condutividade elétrica (CE). Usando o programa Visual MINTEQ, versão 2.15, se realizou a especiação iônica de Cu e P nas soluções. As maiores perdas de cobre e fósforo do solo ocorrem por escoamento superficial, em áreas submetidas a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos em sistema plantio direto. O potencial contaminante desses elementos ficou evidenciado pela presença do cobre na forma predominante orgânica (CuCOD) e do fósforo nas formas livres (HPO4(2-) e H2PO4-), na solução escoada.

Distribution of cadmium in a cultivated soil in Britanny, France

Cadmium (Cd) can be potentially toxic to the environment, and its bioavailability is related to the chemical forms it occurs in the soils. The distribution of Cd into the solid phase and its availability was investigated in a cultivated soil in Britanny, France. Cd sequential extraction was performed using a modified Tessier's sequential extraction protocol. Total content of Cd (n = 22 samples) ranged from 0.13 to 0.37 mg kg¹. Long term history of organic and mineral fertilizers application increased Cd concentration in the surface horizon. The fate of Cd was correlated with soil available P2O5 concentration and pH. The regression analysis (linear and non-linear) and Principal Component Analysis revealed the synergistic effect of P2O5 in the retention of Cd in cultivated soils. The following fractions' sequence was observed: bounded to Fe and Al oxides + phosphates > exchangeable > bound to organic matter ¼ residual fraction.

O cádmio (Cd) pode ser tóxico no ambiente e sua biodisponibilidade está relacionada às formas químicas em que os metais se encontram no solo. Apresenta-se a distribuição deste metal na fase sólida de um solo cultivado na Bretanha, França, assim como fatores que influenciam sua disponibilidade. Foi realizada a extração sequencial do Cd utilizando o método Tessier, modificado. A concentração total de Cd, avaliada em 22 amostras, variou de 0,13 a 0,37 mg kg¹. O uso contínuo de fertilizantes orgânicos e minerais aumentou a concentração de Cd no horizonte superficial do solo. A distribuição do Cd foi relacionada à concentração de P2O5 disponível e ao pH. Análises de regressão (linear e não linear) e a Análise de Componentes Principais mostraram efeito sinérgico do P2O5 na retenção de Cd nos solos cultivados. O fracionamento apresentou a seguinte sequência: ligado a óxidos de Fe e de Al + fosfatos > trocável > ligado à matéria orgânica ¼ residual.

Formas de perdas de cobre e fósforo em água de escoamento superficial e percolação em solo sob aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos

Successive pig slurry application can increase the copper and phosphorus levels in the soil and the losses of these elements by surface runoff and percolation. The objective of this study is to evaluate the losses and the forms of both copper and phosphorus in the surface runoff and also in/on the percolation solution, on soils with successive pig slurry application under no tillage system. The experiment was installed in 2000, at Typic Hapludalf soil. The treatments consisted of successive applications of 0, 40 and 80m³ ha-1 of pig slurry applied on soil surface in no tillage system. Samples of surface runoff and percolated solutions were collected during the life cycle of oat (Avena strigosa) in the 2006 winter, when the soil had a history of 16 pig slurry applications. The following parameters have been evaluated: Cu, P, cation, anion and pH, dissolved organic carbon and electric conductivity. The Visual MINTEQ program version 2.15 was utilized to estimate the copper and phosphorus ionic speciation. The surface runoff is the most important form of copper and phosphorus loss of the soil. In addition, copper was found in the organic form (CuCOD) and phosphorus in the free forms (HPO4(2-) e H2PO4-) in the surface runoff solution. Thus, these elements could be an important source of water contamination in places where pig farming is widespread.

As aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos podem aumentar os teores de cobre e fósforo na camada superficial do solo, aumentando as perdas de suas formas por escoamento superficial e percolação. O trabalho teve por objetivo avaliar as perdas e as formas de cobre e de fósforo na solução escoada, na superfície e percolada em solo submetido a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos, em sistema plantio direto. O experimento utilizado neste estudo foi instalado no ano de 2000, sobre um solo Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos foram aplicações sucessivas de 0, 40 e 80m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos a lanço e na superfície do solo, em sistema plantio direto. Para este trabalho, foram coletadas soluções escoadas e percoladas, durante o ciclo da aveia preta (Avena strigosa), no inverno de 2006, quando o solo apresentava um histórico de 16 aplicações de dejeto. Nas soluções, foi quantificado o sedimento e determinados os teores de Cu, P, cátions e ânions, pH, carbono orgânico dissolvido (COD) e condutividade elétrica (CE). Usando o programa Visual MINTEQ, versão 2.15, se realizou a especiação iônica de Cu e P nas soluções. As maiores perdas de cobre e fósforo do solo ocorrem por escoamento superficial, em áreas submetidas a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos em sistema plantio direto. O potencial contaminante desses elementos ficou evidenciado pela presença do cobre na forma predominante orgânica (CuCOD) e do fósforo nas formas livres (HPO4(2-) e H2PO4-), na solução escoada.

Distribution of cadmium in a cultivated soil in Britanny, France

Cadmium (Cd) can be potentially toxic to the environment, and its bioavailability is related to the chemical forms it occurs in the soils. The distribution of Cd into the solid phase and its availability was investigated in a cultivated soil in Britanny, France. Cd sequential extraction was performed using a modified Tessier's sequential extraction protocol. Total content of Cd (n = 22 samples) ranged from 0.13 to 0.37 mg kg¹. Long term history of organic and mineral fertilizers application increased Cd concentration in the surface horizon. The fate of Cd was correlated with soil available P2O5 concentration and pH. The regression analysis (linear and non-linear) and Principal Component Analysis revealed the synergistic effect of P2O5 in the retention of Cd in cultivated soils. The following fractions' sequence was observed: bounded to Fe and Al oxides + phosphates > exchangeable > bound to organic matter ¼ residual fraction.

O cádmio (Cd) pode ser tóxico no ambiente e sua biodisponibilidade está relacionada às formas químicas em que os metais se encontram no solo. Apresenta-se a distribuição deste metal na fase sólida de um solo cultivado na Bretanha, França, assim como fatores que influenciam sua disponibilidade. Foi realizada a extração sequencial do Cd utilizando o método Tessier, modificado. A concentração total de Cd, avaliada em 22 amostras, variou de 0,13 a 0,37 mg kg¹. O uso contínuo de fertilizantes orgânicos e minerais aumentou a concentração de Cd no horizonte superficial do solo. A distribuição do Cd foi relacionada à concentração de P2O5 disponível e ao pH. Análises de regressão (linear e não linear) e a Análise de Componentes Principais mostraram efeito sinérgico do P2O5 na retenção de Cd nos solos cultivados. O fracionamento apresentou a seguinte sequência: ligado a óxidos de Fe e de Al + fosfatos > trocável > ligado à matéria orgânica ¼ residual.