Adsorção de fosfato e sulfato em solos com cargas elétricas variáveis

As interações dos ânions fosfato e sulfato com os colóides do solo são expressivas, principalmente com óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, cujas cargas elétricas de superfície variam com o pH e com a força iônica do meio. O objetivo deste trabalho foi estudar a adsorção de fosfato e de sulfato em amostras superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf), um Latossolo Amarelo ácrico (LAw) e um Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef) da região norte do estado de São Paulo, Brasil. A isoterma de Langmuir foi utilizada para obter a adsorção máxima de fosfato e sulfato pelos solos. Para simular a adsorção, utilizou-se o modelo tetraplanar. As adsorções dos ânions foram superiores nas amostras de subsuperfície, cujos teores de matéria orgânica eram menores. As adsorções máximas foram menores no LAw, que apresentou as menores concentrações de óxidos de Fe e Al. A adsorção de fosfato diminuiu com a elevação do pH até 5 ou 6; no entanto, em pH acima de 6 a adsorção aumentou. Para o sulfato, a adsorção diminuiu com a elevação do pH em toda a faixa estudada. Os potenciais elétricos superficiais obtidos pelo modelo tetraplanar não foram realísticos, embora ele tenha se mostrado abrangente quanto ao entendimento dos efeitos do pH e das concentrações de fosfato e sulfato em relação às variações dos potenciais, além de ser eficiente na simulação da adsorção dos ânions.

Correlação entre características de latossolos e parâmetros de equações de adsorção de cobre e zinco

A adsorção de Cu e Zn é um dos principais fenômenos responsáveis pela disponibilidade desses elementos para as plantas. Portanto, estudos sobre a adsorção desses elementos em solos podem ser ferramentas úteis para compreensão da relação entre características dos solos e retenção desses micronutrientes. Nesse sentido, o presente trabalho objetivou caracterizar a adsorção de Cu e Zn em amostras de seis Latossolos de Minas Gerais e as influências de características dos solos sobre os parâmetros de adsorção obtidos pelas equações de Langmuir e de Freundlich. Para tanto, foram utilizadas soluções de cloreto de cobre e cloreto de zinco nas concentrações 0, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 120 e 140 mg L-1, ajustadas a pH 5,5. As equações de Langmuir e Freundlich foram eficientes na determinação dos parâmetros de adsorção de Zn e Cu, sendo os teores de argila e de matéria orgânica, respectivamente, as características mais bem relacionadas com a capacidade de adsorção desses elementos pelos solos. Os solos estudados apresentaram maior energia de ligação dos sítios de troca e maior capacidade de adsorção máxima para Cu relativamente ao Zn. O P remanescente não se correlacionou com os parâmetros de adsorção de Zn, em virtude, provavelmente, da influência da matéria orgânica em sua determinação. Este fato pode limitar sua eficiência na previsão da adsorção deste elemento em solos com alto teor de C orgânico.

Influence of soil pH on inorganic phosphorus sorption and desorption in a humid brazilian Ultisol

Liming is a common practice to raise soil pH and increase phosphorus (P) bioavailability in tropical regions. However, reports on the effect of liming on P sorption and bioavailability are controversial. The process of phosphorus desorption is more important than P sorption for defining P bioavailability. However few studies on the relationship between soil pH and P desorption are available, and even fewer in the tropical soils. The effects of soil pH on P sorption and desorption in an Ultisol from Bahia, Brazil, were investigated in this study. Phosphorus sorption decreased by up to 21 and 34 % with pH increases from 4.7 to 5.9 and 7.0, respectively. Decreasing Langmuir K parameter and decreasing partition coefficients (Kd) with increasing pH supported this trend. Phosphorus desorption was positively affected by increased soil pH by both the total amount of P desorbed and the ratio of desorbed P to initially sorbed P. A decreased K parameter and increased Kd value, particularly at the highest pH value and highest P-addition level, endorsed this phenomenon. Liming the soil had the double effect of reducing P sorption (up to 4.5 kg ha-1 of remaining P in solution) and enhancing P desorption (up to 2.7 kg ha-1 of additionally released P into solution).

Capacidade de adsorção de fósforo em solos de várzea do Estado do Rio Grande do Sul

Os solos de várzea, sazonalmente alagados para o cultivo do arroz, apresentam alternância nas condições de oxidação e redução, a qual determina modificações intensas na fase sólida mineral do solo e na dinâmica de elementos altamente reativos, como o P. Assim, formas de óxidos e hidróxidos de Fe de baixa cristalinidade tornam-se predominantes com o passar do tempo e poderão ser os componentes mais importantes na adsorção de P durante o período em que o solo permanece drenado; além disso, elas controlariam a liberação de P provocada pelo posterior alagamento para cultivo do arroz. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar a capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) de amostras de 16 solos de várzea do Estado do Rio Grande do Sul (RS) e buscar características químicas ou físicas de solo que melhor se correlacionam com a CMAP. Foram coletadas 16 amostras da camada de 0 a 20 cm de solos de várzea, com ampla faixa de variação de características químicas e físicas. Logo em seguida, elas foram secas ao ar, moídas e peneiradas a 2 mm. A determinação da CMAP foi feita por meio do ajuste de isotermas de adsorção, em que subamostras foram colocadas em contato com concentrações crescentes de P (0, 50, 100, 200, 300, 600, 900 e 1.800 mg kg-1 de P no solo) durante 16 h. Após esse período, determinou-se o P em equilíbrio na solução, sendo a equação de Langmuir ajustada aos dados. Houve grande diversidade na CMAP entre os solos (71 a 933 mg kg-1 de P no solo), a qual foi correlacionada significativamente com os teores de argila, matéria orgânica e óxidos de Fe extraído por ditionito e oxalato de amônio. A diferente CMAP se refletiu na quantidade de P necessária para alterar o P disponível dos solos estimado pelo método Mehlich-1.

Comportamento sortivo, individual e competitivo, de metais pesados em Latossolos com mineralogia contrastante

O efeito poluente de elementos-traço no ambiente depende, principalmente, da capacidade dos colóides do solo em sorvê-los e mantê-los retidos com alta energia. Neste trabalho, avaliou-se a adsorção e dessorção de Cd, Cu e Pb em amostras do horizonte A de Latossolo Vermelho e Latossolo Vermelho-Amarelo com textura semelhante e mineralogia contrastante. Para isso, foram construídas isotermas de adsorção desses três metais, individual e simultaneamente, por meio da reação das amostras de solo suspensas em Ca(NO3)2 5 mmol L-1 (pH ajustado para 5,5), com soluções dos metais nas concentrações de 0; 0,01; 0,05; 0,10; 0,15; e 0,75 mmol L-1. Posteriormente, procedeu-se aos ensaios de dessorção dos elementos previamente adsorvidos em solução de Ca(NO3)2 5 mmol L-1. O modelo de isoterma de Langmuir (P < 0,01) se ajustou aos dados obtidos e ambos os solos apresentaram maior capacidade máxima de adsorção para Cu e Pb, comparados ao Cd. A adsorção simultânea reduziu a adsorção dos três metais, sendo as maiores reduções observadas para o Cd. Houve baixa dessorção dos metais adsorvidos, indicando a ocorrência de histerese. O menor poder competitivo de Cd, evidenciado pela redução da sua capacidade máxima de adsorção na presença dos outros metais, torna esse elemento altamente preocupante em solos tropicais mais intemperizados, como os Latossolos.

Teor e capacidade máxima de adsorção de arsênio em Latossolos brasileiros

A alta toxicidade do As aos animais e humanos e a possibilidade de existência de grande número de áreas contaminadas tornam imprescindível o conhecimento do teor semitotal em solos ditos não-contaminados e dos processos de adsorção do As em solos de carga variável. O objetivo deste trabalho foi determinar o teor e a capacidade máxima de adsorção de As (CMADS AS) em Latossolos. O teor total foi determinado pelo método USEPA 3051A, e a CMADS As, com auxílio de isotermas de Langmuir com base nos valores de adsorção obtidos em dose de As (0, 90, 190, 380, 760 e 1.150 µmol L-1) (relação solo:solução final = 1:100), a pH 5,5 e força iônica de 15 mmol L-1. Os 17 Latossolos apresentaram teor médio total de As de 5,92 mg kg-1 e CMADS As média de 2.013 mg kg-1. O teor de argila e os óxidos de Fe e Al apresentaram influência positiva na CMADS As.

Adsorção de boro em solos ácricos em função da variação do pH

A adsorção de B pelo solo é o principal fenômeno que afeta sua disponibilidade e seu potencial de contaminação. Os objetivos deste estudo foram: (a) investigar os efeitos do pH na adsorção de B em amostras superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho Acriférrico (LVwf) e de um Latossolo Amarelo Ácrico (LAw) - ambos com balanço positivo de cargas no horizonte Bw - e de um Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef); (b) avaliar a adequação do modelo de Langmuir em simular os resultados experimentais de adsorção; e (c) correlacionar os atributos químicos, físicos e mineralógicos dos solos com os valores de adsorção máxima (Ads máx) e do coeficiente de afinidade (K L), derivados das isotermas. Experimentos do tipo "batch" foram realizados para determinação da quantidade de boro adsorvido, tendo como eletrólito-suporte soluções de NaCl 0,01 mol L-1 com 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2,0; e 4,0 µg mL-1 de B. Houve aumento da adsorção de B com a elevação do pH e da concentração inicial de B adicionado. Maiores quantidades de B foram adsorvidas na amostra superficial do NVef e nos horizontes Bw positivamente carregados dos Latossolos ácricos. A adsorção de B foi representada por isotermas dos tipos C (linear) e L (exponencial) e adequadamente ajustada pelo modelo de Langmuir. Os parâmetros Ads máx e K L estimados por regressão não-linear não se correlacionaram com o pH. No pH natural, teores de matéria orgânica (MO) e de argila foram as variáveis que mais influenciaram a Ads máx nas camadas superficiais. Nas camadas subsuperficiais, a Ads máx correlacionou-se negativamente com os teores de MO e positivamente com os de gibbsita. Teores de (hidr)óxidos de Fe cristalinos e amorfos estiveram correlacionados aos valores de K L obtidos nas amostras subsuperficiais e ao pH natural, bem como à Ads máx das camadas superficiais após aumento do pH.

Adsorção de selênio em latossolos

A retenção de Se pelos colóides do solo constitui importante processo para a manutenção da sanidade ambiental. A informação sobre a adsorção de Se em solos altamente intemperizados é restrita e existem poucos padrões quantitativos disponíveis para a definição de estratégias de remediação de áreas contaminadas. Quantidades crescentes de Se (5, 10, 25, 50, 100 e 250 mg L-1), na forma de Na2SeO3, foram adicionadas a amostras de dez Latossolos brasileiros [três Latossolos Vermelho-Amarelos (LVA-1, LVA-2 e LVA-3), dois Latossolos Vermelhos (LV-1 e LV-2), um Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef), um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf), dois Latossolos Amarelos (LA-1 e LA-2) e um Latossolo Amarelo acriférrico (LAwf)]. Isotermas de adsorção foram construídas e foi verificado o ajuste dos resultados experimentais aos modelos de Langmuir e de Freundlich. A equação de Langmuir ajustou melhor os resultados de adsorção de Se do que a isoterma de Freundlich. Todas as isotermas apresentaram o formato tipo-L (exponencial), com exceção daquelas obtidas para o LVA-1 e para o LVA-2, que apresentaram comportamento tipo-C (linear). Valores de adsorção máxima (Ads máx), estimada pelo modelo de Langmuir, variaram de 135 (LVA-3) a 2.245 mg kg-1 (LA-1), enquanto os coeficientes de afinidade (K L) estiveram entre 0,002 (LVA-2) e 0,326 (LVA-3). A constante de afinidade estimada pelo modelo de Freundlich (Kf) variou de 13,7 (LVA-2) a 180,1 (LAwf). A adsorção máxima de Se foi mais elevada no LVef e nos Latossolos ácricos (LAwf e LVwf), enquanto os maiores valores de Kf foram encontrados no LV-2, LVef, LVA-3 e LVwf. Não houve correlação entre os atributos dos solos e as constantes de Langmuir. Valores de Kf correlacionaram-se com os teores de argila (r = 0,42*) e com a capacidade de troca de ânions (r = 0,64*).

Formas de fósforo no solo após sucessivas adições de dejeto líquido de suínos em pastagem natural

A suinocultura tem como inconveniente a grande produção de dejetos, os quais são reutilizados como fertilizantes agrícolas, porém, se utilizados em doses excessivas, tornam-se severos poluentes ambientais. O objetivo deste trabalho foi avaliar as formas de acumulação de P em um solo submetido a sucessivas aplicações de doses de dejeto líquido de suínos. O experimento foi instalado em 1995, em uma área cultivada com pastagem natural, que recebeu doses de 0, 20 e 40 m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos (DLS), aplicadas em intervalos de 45 a 60 dias durante cinco anos. Em 1999, após 28 aplicações de DLS, que totalizaram 0, 560 e 1.120 m³ ha-1, foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0-2,5, 2,5-5, 5-10, 10-15 e 15-20 cm. A amostra foi seca, moída, passada em peneira de malha de 2 mm e submetida ao fracionamento químico do P pelo método de Hedley. No tratamento testemunha, foi determinada a capacidade máxima de adsorção de fósforo (CMAP), utilizando-se isotermas de adsorção e ajuste matemático pela equação de Langmuir. Os resultados mostraram que o P adicionado ao solo via DLS é acumulado essencialmente em formas inorgânicas, sendo as principais as extraídas por resina trocadora de ânions, NaHCO3 0,5 mol L-1, NaOH 0,1 mol L-1 e HCl 1,0 mol L-1.

Alterações no teor de fósforo no solo com aplicação de dejetos líquidos de suínos

Os dejetos líquidos de suínos servem como fonte de nutrientes às plantas, porém, quando o seu uso é inadequado, podem causar o acúmulo de P no solo, que posteriormente pode ser transferido para o meio aquático, causando eutrofização. Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de risco de contaminação ambiental com o uso de dejeto líquido de suíno, mensurando as alterações ocorridas no teor de P no solo e nas isotermas de sorção. O trabalho foi realizado na Universidade Federal de Santa Maria, RS, em um Argissolo Vermelho distrófico arenico. Foram utilizadas as doses de 0, 40 e 80 m³ ha-1 de dejetos líquidos de suínos, distribuídos a lanço sobre a superfície antes da semeadura de cada espécie numa rotação de culturas. A aplicação de dejeto líquido de suínos na superfície do solo sob sistema plantio direto, aportando quantidades de P superiores àquelas exportadas pelas culturas, aumentou o P disponível do solo até 15 cm de profundidade. A saturação dos sítios de adsorção de fosfato do solo, avaliada pelos parâmetros de equação de Langmuir, é proporcional à dose de dejetos líquidos de suínos. A concentração de P na solução de equilíbrio P, a quantidade de P dessorvida com água e a constante que pode dar informação sobre a afinidade do fosfato com o solo da superfície foram alteradas pela aplicação de dejetos líquidos de suínos, indicando um favorecimento à dessorção de P caso estes sejam erodidos para mananciais de águas superficiais.

Fósforo em solos representativos do estado da paraíba: I- isotermas de adsorção e medidas do fator capacidade de fósforo

O conhecimento do fator capacidade de P (FCP) dos solos do Estado da Paraíba é importante para tornar mais eficiente a interpretação do teor de P disponível e a recomendação de adubação fosfatada em solos desse Estado. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os parâmetros das isotermas de adsorção de P (Langmuir e Freundlich), por meio das técnicas de regressão não linear e de linearização, em amostras de solos do Estado da Paraíba, e verificar a correlação dos valores desses parâmetros com características químicas e físicas desses solos. Foram coletadas amostras de doze solos na camada de 0-30 cm de profundidade, sendo seis solos mais intemperizados e seis menos intemperizados, de modo a ter ampla variação de valores de características físicas e químicas de cada grupo de solos. O modelo hiperbólico da isoterma de Langmuir foi ajustado por meio da técnica de regressão não linear (região única) e por meio da técnica de linearização (região única e segunda região). Foram realizadas análises de correlação entre os valores dos parâmetros das isotermas e características do solo que refletem o FCP. Em todos os solos, o modelo ajustado por meio da técnica de regressão não linear apresentou melhor ajuste aos dados observados, em comparação ao mesmo modelo ajustado por meio da técnica de linearização. No grupo de solos mais intemperizados, os valores de capacidade máxima de adsorção de fosfato (CMAP) apresentaram correlação elevada com os valores de P remanescente (r = -0,95**), teor de oxihidróxidos de Fe (r = 0,90**) e equivalente de umidade (r = 0,88**), mas não se correlacionaram com o teor de argila (r = 0,64ns). Dentro do grupo de solos menos intemperizados, os valores de CMAP correlacionaram-se com os valores de P remanescente (r = -0,99**), equivalente de umidade (r = 0,93**) e teor de argila (r = 0,97**), mas não se correlacionaram com o teor de oxi-hidróxidos de Fe livre (r = 0,10ns).

Área superficial específica, porosidade da fração argila e adsorção de fósforo em dois latossolos vermelhos

A porosidade da fração argila é muito importante para entendimento dos fenômenos físico-químicos que estão relacionados com a área superficial específica das partículas sólidas. Por meio de isotermas de adsorção e dessorção com N2, avaliaram-se a área superficial específica (S BET) e a porosidade das frações argila de Latossolos Vermelhos do Estado de Mato Grosso do Sul, sendo um distroférrico (LVdf) e outro distrófico (LVd), além de caulinita natural (KGa2), goethita (Gt) e hematita (Hm) sintéticas. Resultados referentes à S BET e à porosidade das partículas foram relacionados à adsorção máxima de P (Pmáx) determinada pela isoterma de Langmuir. A classe de poros predominante nas frações argila avaliadas foi de mesoporos. As frações argila extraídas dos solos e KGa2 adsorveram quantidades semelhantes de P por unidade de área, mas diferentes das quantidades de P adsorvido por Gt e Hm. Tal diferença, possivelmente, deu-se em função da quantidade e distribuição dos grupamentos OH em superfície, bem como imperfeições superficiais dos materiais. Os óxidos de Fe e de Al e outros materiais amorfos das frações argila extraídas dos solos foram mais importantes que a caulinita para a adsorção de P. A caulinita, embora sendo o filossilicato de maior representatividade nas frações argila de LVDf e LVD, teve menor importância sobre a adsorção de P.

Adsorção de fósforo em frações argila na presença de ácido fúlvico

Os ácidos orgânicos podem ser adsorvidos aos coloides do solo, favorecendo maior disponibilidade de P às plantas. Por meio de isotermas, avaliou-se a influência de ácido fúlvico (AF) sobre a adsorção de P na fração argila de dois Latossolos Vermelhos (LVdf e LVd), caulinita natural pouco cristalizada (KGa2), goethita (Gt) e hematita (Hm) sintéticas. As isotermas de adsorção de P ajustadas pelo modelo de Langmuir na presença de AF foram adequadas somente para a região de baixa concentração de P. De maneira geral, a presença de AF incubado nas frações argila estudadas foi capaz de reduzir a adsorção de P. Na fração argila do LVdf, a adsorção de P em baixas e altas concentrações desse nutriente teve pequena influência da sequência de incubação de P com AF, enquanto para a fração argila do LVd as sequências de incubação com P e AF influenciaram a adsorção de P. A redução da adsorção de P sobre a fração argila da KGa2 em baixas concentrações de P nas isotermas não dependeu da sequência de incubação de P e AF, e sim da presença do AF. Na região de altas concentrações de P, a sequência de incubação de P e AF influenciou a adsorção desse elemento. A adsorção de P sobre Gt foi dependente da sequência de incubação com AF, e a incubação prévia do AF promoveu redução da adsorção de P. A sequência de incubação do P e AF na Hm influenciou a adsorção de P quando em baixas e altas concentrações nas isotermas. Os menores valores de adsorção de P ocorreram com a incubação de P juntamente ao AF ou incubação de AF precedida da do P.

Relação entre óxidos de ferro e de manganês e a sorção de fósforo em solos no Rio Grande do Sul

Os solos utilizados para a cultura de arroz irrigado por alagamento no Estado do Rio Grande do Sul são oriundos de diferentes materiais de origem e estão sujeitos às variações temporais das condições de oxidação e redução. Essas condições contribuem para as variações nos teores totais e na crista-linidade de óxidos de Fe e de Mn, as quais estão relacionadas aos processos de sorção e dessorção, afetando a disponibilidade de P para a cultura de arroz irrigado. Com o objetivo de verificar a sorção de P e a sua disponibilidade para o arroz em solos oriundos de diferentes materiais de origem, foram desenvolvidos dois estudos: o primeiro para determinar os teores totais de Fe e de Mn e a capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) pelas isotermas de Langmuir; além disso, foram associados a CMAP e os teores totais de Fe e de Mn, na razão FeOx6/Fe dit, razão MnOx6/Mn dit argila e da matéria orgânica. O segundo estudo foi para quantificar a sorção de P durante quatro períodos de alagamento do solo. Os solos oriundos de sedimento de basalto (Luvissolo, Vertissolo e Chernossolo) apresentaram maior CMAP do que os oriundos de sedimento de granito e arenito (Planossolos e Gleissolos), devido aos maiores teores totais de Fe e também às razões de Fe extraído por oxalato de amônio a pH 6 (Fe ox6)/ferro extraído por ditionito (Fe dit) e Mn extraído por oxalato de amônio a pH 6 (Mn ox6)/Mn dit. A razão Fe ox6/Fe dit apresentou a maior associação com a CMAP em todos os solos utilizados. O Planossolo teve menor sorção de P do que os solos oriundos de sedimento de basalto em todos os períodos de alagamento.

Phosphorus accumulation and pollution potential in a hapludult fertilized with pig manure

Successive applications of pig litter to the soil surface can increase the phosphorus (P) content and alter its adsorption, promoting P transfer to surface or subsurface waters. The purpose of this study was to evaluate P accumulation and the pollution potential of a soil after application of pig litter. In March 2010, eight years after the installation of an experiment in Braço do Norte, Santa Catarina, SC, Brazil, on a Typic Hapludult, soil was sampled (layers 0-2.5, 2.5-5, 5-10, 10-15, 15-20 and 20-30 cm) after the following fertilization treatments: no pig litter fertilization, pig slurry application and pig manure application. In this period, 694 and 1,890 kg P2O5 ha-1 were applied in the treatments with pig slurry and pig manure, respectively. The P content was determined, based on Mehlich-1, anion exchange resin (AER), 0.01 mol L-1 CaCl2 and total P in the samples. The adsorption isotherm parameters were also determined by the Langmuir and Koski-Vähälä & Hartikainem models in the layers 0-2.5 and 20-30 cm. The application of 1,890 kg P2O5 ha-1 in the form of pig manure led to P accumulation, as evidenced by Mehlich-1, down to a depth of 15 cm, by AER and 0.01 mol L-1 CaCl2 down to 20 cm and by total P to 30 cm. After application of 1,890 kg P2O5 ha-1 in the form of pig manure, the values of maximum P adsorption capacity were lowest in the deepest layer (20-30 cm), indicating the occupation of part of the adsorption sites of the particles. The application of swine manure to the soil over eight years increased the P quantity in the soil solution of the surface layer, indicating environmental contamination risk for surface and subsurface waters.