Teores de metais pesados e caracterização mineralógica de solos do Cemitério Municipal de Santa Cândida, Curitiba (PR)

As partes metálicas dos caixões, como alças e adereços, são consideradas as principais fontes de contaminação dos solos de cemitério por metais pesados. Outras fontes de poluentes são os produtos usados no embalsamento de corpos, conservantes da madeira de caixões e líquidos humurosos liberados na decomposição. Os objetivos deste trabalho foram estudar a mineralogia da fração de argila e os teores de metais pesados de solos do Cemitério Municipal de Santa Cândida, Curitiba (PR), e estimar o risco de contaminação ambiental por esses poluentes. Foram selecionados sete locais, de onde se coletaram amostras em três profundidades (0-20, 20-80 e 80-120 cm), representando dois materiais de origem (granito/gnaisse e argilito) e dois tipos de sepultura (de indigentes e por jazigos). A fração de argila foi estudada por difratometria de raios X e análises térmicas. Determinaram-se os teores de Fe e Al nos extratos das amostras com oxalato de amônio ácido (óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade) e com ditionito-citrato-bicarbonato (óxidos de Fe cristalinos) por espectrometria de absorção atômica (EAA). Os teores totais e trocáveis de Cr, Cu, Pb, Ni e Zn foram determinados por EAA, após digestão das amostras com HF concentrado e solução de BaCl2 1 mol L-1, respectivamente. A ocorrência de vermiculita hidroxi-Al entrecamadas e esmectita, além do predomínio de caulinita na fração de argila, determinou os altos valores de capacidade de troca catiônica (CTC) dos solos. Na área de jazigos, as amostras de solos apresentaram os maiores teores de metais pesados, com valores máximos de Cr e Pb, na ordem de 516,3 e 260,2 mg kg-1, respectivamente. A menor contaminação na área de indigentes pode ser atribuída à maior simplicidade dos sepultamentos, com menor quantidade de fontes potenciais de metais pesados, como conservantes da madeira e as partes metálicas dos caixões. As características químicas e mineralógicas do solo, em parte determinadas pelo material de origem, não apresentaram relação de causa e efeito com metais pesados nas áreas estudadas.

Relação entre adsorção de metais pesados e atributos químicos e físicos de classes de solo do Brasil

Este trabalho objetivou avaliar quais parâmetros obtidos dos modelos de isotermas de Freundlich e Langmüir melhor descrevem a adsorção de metais pesados em solos intemperizados e identificar a relação entre os parâmetros selecionados e os atributos químicos, físicos e mineralógicos de 12classes de solo do Brasil. Os solos foram coletados pela EMBRAPA-CNPS em diversos levantamentos nas regiões: Sul, Sudeste e Norte do País. Avaliou-se, por meio da análise de trilha, o desdobramento do coeficiente de correlação entre variáveis dependentes, obtidas através das isotermas de adsorção (parâmetros de adsorção), e variáveis independentes (atributos químicos e físicos do solo), bem como os efeitos diretos e indiretos para os elementos Cd, Cu, Pb e Zn. Os atributos do solo: argila, carbono orgânico, capacidade de troca catiônica efetiva, ferro extraído pelo citrato ditionito-bicarbonato e alumínio extraído pelo ataque sulfúrico foram os que apresentaram maiores coeficientes de correlação simples com os parâmetros de adsorção, tendo sido utilizados no modelo da análise de trilha para explicar a adsorção de metais pesados. A análise de trilha mostrou-se como uma ferramenta importante no estudo do comportamento dos metais pesados no solo. As constantes K F de isotermas de Freudlich e capacidade-tampão máxima (K Lb) de Langmuir apresentaram os coeficientes de determinação mais elevados e os menores valores do efeito da variável residual para todos os metais estudados. As variáveis que mais contribuíram com a adsorção de metais pesados foram carbono orgânico, capacidade de troca catiônica efetiva, pH, argila e alumínio total.

Metais pesados e atividade enzimática em latossolos tratados com lodo de esgoto e cultivados com milho

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Contribuição para o estudo da contaminação de solos por metais pesados

Dissertação de mestrado em Engenharia Sanitária

Contributo para o estudo das potencialidades do Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) na fitorremediação de solos contaminados com metais pesados

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção de grau de Mestre em Bioenergia

Fungos micorrízicos arbusculares em solos de área poluída com metais pesados

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) ocorrem de forma generalizada e formam importante simbiose com a maioria das plantas, mesmo em solos poluídos com metais pesados. Neste estudo, avaliaram-se a ocorrência e a diversidade dos FMAs em quatro locais com gramíneas em uma área de solo contaminado com metais pesados pela extração e industrialização do Zn. Verificou-se a ocorrência generalizada dos FMAs nos locais estudados, sendo esta influenciada pelas concentrações de metais no solo. Encontrou-se um total de 21 espécies, sendo: sete pertencentes ao gênero Acaulospora, seis de Scutellospora, cinco de Glomus, duas de Gigaspora e uma de Entrophospora,Glomus occultum, Acaulospora morrowiae, Acaulospora mellea, Glomus intraradices, Glomus clarum e Scutellospora pellucida foram as de maior ocorrência. A densidade de esporos, a riqueza de espécies e o aumento da dominância relacionaram-se inversamente com as concentrações de metais no solo. Acaulospora mellea, Glomus clarum e Glomus occultum dominaram as populações de esporos no solo. Concluiu-se que os metais pesados exerceram efeito diferenciado sobre os FMAs, dependendo do grau de poluição.

Cinética de liberação de chumbo de solos de área de mineração e metalurgia de metais pesados

O estudo de cinética de liberação de metais pesados é uma importante ferramenta de diagnóstico ambiental de áreas contaminadas, pois determina, além dos teores acumulados liberados após tempos crescentes de equilíbrio, a taxa (velocidade) de dessorção desses poluentes para a solução do solo. Com o objetivo de avaliar a cinética de liberação de Pb de solos da área de mineração e metalurgia de metais pesados, no município de Adrianópolis (PR), vale do rio Ribeira, selecionaram-se oito solos, submetidos a diferentes formas de contaminação (solos 2, 4 e 5 - incorporação de resíduos da metalurgia de metais pesados aos perfis; solos 3, 6 e 7 - adição de Pb particulado via chaminés da fábrica; solo 8 - contaminação por passagem da água pluvial pela fábrica desativada, que escorre em direção ao rio Ribeira). O solo 1, sob mata nativa, fora da direção de caminhamento das fumaças da metalurgia, localizado a 1.560 m de distância e a 380 m acima da cota da fábrica desativada, foi escolhido como referência dos teores naturais de Pb dos solos da região. As amostras de solo, coletadas em duas profundidades (0 a 10 e 20 a 40 cm), foram submetidas a extrações sequenciais com ácido cítrico 0,1 mol L-1 após diferentes períodos de contato (tempos acumulados: 2, 14, 38, 86, 182, 326, 518, 806 e 1.382 h). Os teores totais de Pb (extração com HF e HNO3 concentrados e H2O2 30 % v/v) foram altos (máximo de 24.755,6 mg kg-1) e indicaram intensa contaminação dos solos. Os dados da cinética de liberação foram ajustados às equações parabólicas de difusão, sendo a liberação do Pb gradual e bifásica, com velocidade de liberação maior na primeira fase. Os solos 3 e 5 foram considerados com elevado potencial de contaminação ambiental devido aos altos teores de Pb dessorvido acumulados nas extrações sequenciais com ácido cítrico (máximo de 18.577,4 mg kg-1). O solo 6, com baixos teores de argila, apresentou a maior velocidade (taxa) de dessorção de Pb.

Extrações sequenciais de chumbo e zinco em solos de área de mineração e metalurgia de metais pesados

A extração sequencial permite obter informações mais detalhadas sobre origem, modo de ocorrência, disponibilidade biológica e físico-química, mobilização e transporte dos metais pesados em ambientes naturais. Com o objetivo de estudar as formas de Pb e Zn foram selecionados oito perfis de solos de diferentes locais dentro de área de mineração e metalurgia de Pb, no município de Adrianópolis (PR), Vale do Rio Ribeira. As amostras foram coletadas nas profundidades de 0 a 10, 10 a 20 e 20 a 40 cm. Foram determinados os teores totais de Pb e Zn e sua especiação nas formas: solúvel; trocável; ligada a carbonatos; ligada à matéria orgânica; ligada aos óxidos de Fe de Al de baixa cristalinidade; ligada aos óxidos de Al cristalinos e filossilicatos 1:1 e 2:1; e residual. Com base nos valores percentuais de participação de cada fração nos teores totais, procedeu-se ao agrupamento das amostras similares por meio da análise de componentes principais (PCA). Houve basicamente duas formas de contaminação dos perfis de solo, sendo uma em decorrência das partículas das chaminés e a outra em função do acúmulo de rejeitos sólidos sobre os solos. A primeira foi mais prejudicial ao ambiente em razão dos maiores teores totais e de formas mais disponíveis no solo (solução mais trocável). De modo geral, houve maior associação de Pb aos carbonatos, seguida das frações residual e óxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade. O Zn apresentou-se em formas mais insolúveis, aumentando a participação da fração residual nos teores totais. A PCA foi sensível às diferentes formas de Pb nos solos, pois promoveu o agrupamento das amostras, principalmente, em função da participação das formas trocáveis, ligadas aos óxidos de Fe e Al e ligadas aos carbonatos, em relação aos teores totais.

GERAÇÃO DE DRENAGEM ÁCIDA E DE CONTAMINAÇÃO POR METAIS PESADOS EM PERFIS DE SOLOS CONSTRUÍDOS EM ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO

RESUMO Os solos construídos após a extração de carvão a céu aberto são compostos do solo superficial e, ou, do estéril de mineração. As propriedades químicas desses solos diferem das propriedades dos solos naturais, principalmente em razão do processo de sulfurização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de acidificação da pirita e de contaminação com metais pesados ao longo de perfis de solos construídos após mineração de carvão, em áreas de diferentes idades, com e sem recuperação ambiental concomitante com a lavra. Foram selecionadas áreas mineradas denominadas de I e II, sem recuperação ambiental durante a lavra e compostas somente pelo estéril de mineração, representando as áreas mais antigas, e IV e VII, contendo topsoil e em alguns locais na camada de argila, constituindo as áreas mais jovens deste estudo. Foram coletadas amostras deformadas até 2 m de profundidade. Analisaram-se granulometria, densidade de partículas, pH em água, Ca, Mg, Al, K, Na, P, H+Al, potencial de acidificação, potencial de neutralização, potencial líquido, teor de C orgânico e condutividade elétrica no extrato da pasta saturada. Também foram extraídos os metais potencialmente biodisponíveis pela metodologia USEPA 3050B, cujos resultados foram comparados com os valores orientadores de prevenção e investigação para solos. Na análise univariada, foi aplicada a estatística descritiva e o teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. O grau de dispersão de cada variável foi avaliado qualitativamente e classificado como: baixo, moderado ou alto. A análise multivariada de componentes principais foi realizada para os solos construídos das áreas I, II, IV e VII; posteriormente, foram construídos biplots dos primeiros componentes principais. Os solos construídos das áreas mais antigas evidenciaram menores pHs e significativo potencial de acidificação. As camadas superficiais detopsoil, dos solos das áreas IV e VII, apesar de proporcionar condições químicas favoráveis ao estabelecimento de culturas agrícolas, não evitaram a formação de drenagem ácida em profundidade. O processo de sulfurização e sua relação com a liberação de metais foi melhor caracterizado pela análise de componentes principais realizada nas áreas IV e VII, em razão da correlação entre pH e saturação por bases nos estéreis só se expressar em saturações por bases acima de 40 %, não observada nos materiais dos estéreis das áreas I e II.

Efeito do período de incubação e de doses de composto de lixo urbano na disponibilidade de metais pesados em diferentes solos

O uso do composto de lixo nas lavouras constitui alternativa econômica e ambiental viável, por ser fonte considerável de nutrientes e matéria orgânica. Este estudo, realizado em casa de vegetação, teve como objetivo avaliar a disponibilidade temporal dos metais pesados Cd, Co, Cr, Ni e Pb, por meio do extrator Mehlich-1, em cinco tipos de solos, incubados com 0, 25, 50 e 100 Mg ha-1 de composto de lixo, em períodos de 0, 16, 32, 64 e 150 dias. A maioria dos metais pesados teve sua disponibilidade reduzida nos primeiros períodos de incubação, sendo esse efeito dependente de textura, pH e teor de matéria orgânica do solo. O uso continuado de composto de lixo, principalmente nas doses mais elevadas, pode resultar em riscos de contaminação do ambiente pelo efeito cumulativo, em especial nos solos Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, Chernossolo Háplico órtico e Nitossolo Vermelho eutroférrico, cujo período para redução da disponibilidade dos metais pesados varia de 6 a 12 meses.

Ácidos orgânicos como extratores de metais pesados fitodisponíveis em solos tratados com lodo de esgoto

Ainda não foi desenvolvido um método de extração eficiente para estimar teores fitodisponíveis de metais pesados, porque os extratores utilizados não simulam reações semelhantes às que ocorrem próximo às raízes. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma solução de ácidos orgânicos rizosféricos como extratora de teores fitodisponíveis de metais pesados presentes em solos tratados com lodo de esgoto. Os solos utilizados foram: Latossolo Amarelo distrófico, Neossolo Quartzarênico e Latossolo Vermelho distrófico, cultivados com plantas de banana, pupunha e café, respectivamente. A avaliação do extrator (solução composta por ácido acético, cítrico, lático e oxálico em concentrações de 1,00, 0,72, 0,49 e 0,12 mol L-1, respectivamente) foi feita a partir da análise da correlação entre teores de metais pesados (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) extraídos do solo e os teores nas plantas. As correlações foram significativas, indicando a eficiência do extrator para todos os casos estudados. Entre os metais avaliados, as quantidades extraídas de Pb correlacionaram-se melhor com teor fitodisponível nas três situações investigadas.

Produção de matéria seca e de grãos por plantas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) cultivadas em solos tratados com metais pesados

This work aimed at evaluating the contents of extractable Cd, Pb, Zn and Cu with a solution of DTPA (diethyleneaminopentacetic acid) and to relate them with the production of dry material and grain production of bean plants under two conditions of experimentally contaminated soil materials with Cd, Pb, Cu and Zn: (i) samples of distrofic red latosol and (ii) humic yellow-red latosol. A decrease in the yield of dry matter was observed for all treatments, if compared with the zero-dose control sample; the grain yield was affected for the soil samples treated with Cd and Cu but only slightly for those treated with Pb and Zn.

Avaliação da contaminação de solos por hidrocarbonetos e metais pesados em diques de contenção

A meta dessa dissertação foi estudar a possibilidade de contaminação de um solo por hidrocarbonetos e metais pesados associados em zona industrial, estabelecendo uma metodologia de amostragem para avaliação de solos potencialmente contaminados. Para estudo de caso foi selecionada uma refinaria de petróleo localizada em território nacional. Conjuntamente com a metodologia de amostragem, foram estabelecidos como objetivos: a caracterização e avaliação do solo, a identificação dos possíveis “hot spot’s” para servir de subsídios para o monitoramento em investigações mais detalhadas do local e a avaliação da eficiência das barreiras argilosas que compõem os diques dos tanques. Foram investigados os solos que compõem os diques de contenção dos tanques armazenadores de petróleo. As diversas operações realizadas na área são fontes potencias de adição de contaminantes, que ocorrem, normalmente, em pequenas doses e de maneira contínua, pois a fonte nunca é estancada. Foram estabelecidas duas etapas de investigação: uma preliminar, que se consistiu em um levantamento do histórico da área, listando as evidências que pudessem indicar quais locais poderiam ser focos de contaminação A partir dos dados levantados na investigação preliminar foi feito o planejamento de uma campanha de amostragem para a coleta de amostras de solo. Além das análises usuais de caracterização, foram executadas análises de Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (TPH Total Petroleum Hydrocarbon) e dos metais cádmio, chumbo, cromo, níquel e mercúrio. Para o enquadramento da área sob o ponto de vista de área contaminada foram utilizados como valores orientadores a “Nova Lista da Holanda” e os “Valores orientadores para solos e águas subterrâneas para o estado de São Paulo”. Dos quatro pontos amostrados, um foi classificado como um “hot spot”, atingindo valores que classificam a área como contaminada. Foi constatado que as barreiras argilosas que compõem os diques de contenção junto aos tanques de armazenamento são ineficientes, ou seja, os hidrocarbonetos estão percolando através dos diques de contenção.

Estudo de adsorvente obtido de terras diatomáceas para remoção de metais pesados em águas produzidas: processamento, caracterização e dinâmica em leito fixo

The acceleration of industrial growth in recent decades on all continents aroused the interest of the companies to counter the impacts produced on the environment, spurred primarily by major disasters in the petroleum industry. In this context, the water produced is responsible for the largest volume of effluent from the production and extraction of oil and natural gas. This effluent has in its composition some critical components such as inorganic salts, heavy metals (Fe, Cu, Zn, Pb, Cd, ), presence of oil and chemicals added in the various production processes. In response to impact, have been triggered by research alternative adsorbent materials for water treatment and water produced, in order to removing oils and acids and heavy metals. Many surveys of diatomaceous earth (diatomite) in Brazil involve studies on the physico-chemical, mineral deposits, extraction, processing and applications. The official estimated Jazi are around 2.5 million tonnes, the main located in the states of Bahia (44%) and Rio Grande do Norte (37,4%). Moreover, these two states appear as large offshore producers, earning a prominent role in research of adsorbents such as diatomite for treatment of water produced. Its main applications are as an agent of filtration, adsorption of oils and greases, industrial load and thermal insulator. The objective of this work was the processing and characterization of diatomite diatomaceous earth obtained from the municipality of Macaíba-RN (known locally as tabatinga) as a low cost regenerative adsorbent for removal of heavy metals in the application of water produced treatment. In this work we adopted a methodology for batch processing, practiced by small businesses located in producing regions of Brazil. The characterization was made by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and specific surface area (BET). Research conducted showed that the improvement process used was effective for small volume production of diatomite concentrated. The diatomite obtained was treated by calcination at temperature of 900 oC for 2 hours, with and without fluxing Na2CO3 (4%), according to optimal results in the literature. Column adsorption experiments were conducted to percolation of the in nature, calcined and calcined fluxing diatomites. Effluent was used as a saline solution containing ions of Cu, Zn, Na, Ca and Mg simulating the composition of produced waters in the state of Rio Grande do Norte, Brazil. The breakthrough curves for simultaneous removal of copper ions and zinc as a result, 84.3% for calcined diatomite and diatomite with 97.3 % for fluxing. The calcined fluxing diatomite was more efficient permeability through the bed and removal of copper and zinc ions. The fresh diatomite had trouble with the permeability through the bed under the conditions tested, compared with the other obtained diatomite. The results are presented as promising for application in the petroleum industry

Transferênce de metais pesados, flúor e radionuclídeos para solos agrícolas na bacia do rio Corumbataí (SP)

The use of phosphate fertilizers and amendments in sugar cane crops may increase the concentration of some elements in soils, from where they would become available for plants (principally in acid soils) and transferred to me human food chain. This paper reports the transference of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn), fluorine and radionuclides ( 238U, 234U, 226Ra, 232Th and 40K) from phosphate fertilizers and amendments to agricultural soils at Corumbatal River basin (SP). The products utilized and colleted in sugar cane crops at Corumbatai River basin are: phosphate fertilizers NPK 5:25:25 (two samples), limestones (three samples), phosphogypsum (two samples) and KCl (two samples). The heavy metals were determined by atomic absorption spectrometry (AAS), fluorine by potentiometry and radionuclides by alpha and gamma spectrometry. Heavy metals (17.8, 31.2, 75.2, 69.5, 138.8, 114.9 and 342.9 g/ha of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn and F, respectively) and radionuclides (0.47, 0.16, 0.17 and 6.33 Bq/kg of soil to 238U, 226Ra, 232Th and 40K, respectively) incorporated in phosphate fertilizers and amendments are annually added in the sugar cane crops, but if utilized in accordance with the recommended rates, they do not raise the concentration levels in soils up to hazards values.