Avaliação dos métodos de extração sequencial de Tessier, Keller e Miller na determinação de ferro nativo em três tipos de solos: orgânico, brunizem e latossolo

Sequential extraction is not totally effective to dissolve distinct forms of trace elements. The extractive solution, for example, can dissolve less of the target fraction and more than another not wished fraction. The goal of this work is to compare the extraction of native iron with three sequential extraction methods of the heavy metals, using three soils with different physical chemistry characteristics: a histosol, an oxisol, and a mollisol. The results obtained in this work demonstrate that a smaller relation soil/extractor results in a larger extraction in almost all phases. The use of many stages of the sequential extraction, with the purpose of more association of the metal with different components of the soil, can result, among other things, in modification of the substratum by the action of the reagents used, besides reducing the selectivity of the more specific extractors. Readsorption and redistribution of the heavy metals could have happened with larger intensity in the fraction where hidroxilamine was used with higher temperature. Sequential extraction of iron, without enrichment of soil samples, in the respective fractions in each method, it was important to better understand the behavior of the reagents considered specific to each form of the metal in soil.

Extração sequencial de zinco e cobre em solos tratados com lodo de esgoto e composto de lixo

This work aimed to access the contents and chemical forms and to estimate mobility and availability of cooper and zinc in samples from two soils (Haplortox and Paleudult) previously treated with doses of sewage sludge (SS) and municipal solid waste compost (MSWC), besides a control treatment. Largest percentages of Cu and Zn were determined in the organic matter fraction. Zn showed higher percentages of soluble and exchangeable fractions than Cu. Treatments with SS showed higher potential of Cu and Zn availability. Modifications in soil attributes due to residue application affected metal mobility and availability indexes.

Determinação de Cu, Fe, Mn, Zn e do teor de proteína total em amostras de trigo e soja após procedimento de extração sequencial

A sequential extraction procedure was applied to wheat and soybean seed samples. The total protein content (determined by two distinct methods: Bradford and bicinchoninic acid-BCA) and distribution of Cu, Fe, Mn and Zn in each fraction was determined. The sequential extraction employed four different solutions: water, 0.5 mol L-1 NaCl, ethanol/water (70:30 v v-1) and 0.5 mol L-1 NaOH. For both samples, the highest concentration of metals was observed in those extracts associated with globulin-type proteins using NaCl solution. Regarding protein content, higher levels were obtained using the BCA method.

Solos urbanos formados pelo acúmulo de resíduos em Manaus, Amazonas, Brasil

Este estudo apresenta dados sobre a mineralogia e a química de dois solos urbanos em Manaus (Horto Minicipal e Novo Israel) formados a partir da disposição e degradação de resíduo urbano em condições tropicais úmidas. Foi determinada a concentração de Pb, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Cd e Cr, investigado o grau de contaminação desses elementos no solo e o potencial deles comprometerem a qualidade da água subterrânea. Foi medido o fracionamento geoquímico por lixiviação sequencial dos elementos, além de determinado o pH, teor de matéria orgânica e caracterizados os grupos funcionais dos ácidos húmicos e fúlvicos. Comparativamente esses solos urbanos refletem a composição mineralógica dos solos naturais da região embora a caulinita tenha menor grau de ordenamento cristalino. Contudo, o pH e o conteúdo de matéria orgânica são bem mais elevados. Em termos absolutos ambos os solos têm aproximadamente a mesma sequência de concentração dos elementos: no Horto Municipal Fe>Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Ni>Cd e em Novo Israel Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>Ni>Cd. As maiores acumulações foram nas frações hidróxido de Fe amorfo e óxi-hidróxidos de Fe seguidas da matéria orgânica. Comparativamente, essas frações tiveram maior enriquecimento no Horto Municipal, provavelmente em consequência dos efeitos de envelhecimento dos resíduos, enquanto as mais biodisponíveis e a residual se acumularam mais em Novo Israel. Esse acúmulo nas fases mais móveis em Novo Israel é a causa da contaminação da água subterrânea e indica que o mesmo deve ocorrer no Horto Municipal.

Distribuição geoquímica e biodisponibilidade de metais traço em sedimentos no Rio Bento Gomes, Poconé - MT, Brasil

RESUMO O sedimento é um dos compartimentos mais importantes dos ecossistemas aquáticos, possui papel importante no transporte e acumulação de metais. Este estudo teve por objetivo determinar a concentração de metais nas frações geoquímicas de sedimentos do Rio Bento Gomes, Pantanal de Poconé (MT) por meio da extração seletiva e sequencial, a fim de avaliar a distribuição e mobilidade dos metais. Os sedimentos foram coletados nos períodos seco e chuvoso em oito pontos distintos, e os metais (Fe, Mn, Cr, Cu, Zn e Ni) extraídos dos sedimentos por procedimentos de extração sequencial (baseada no protocolo proposto por BCR -Community Bureau of Reference) e de extração seletiva (baseada no protocolo 3050B da Environmental Protection Agency of the United States), utilizando-se materiais de referência certificados para validação do método analítico. Todos os metais apresentaram teores abaixo do limite previsto na Resolução CONAMA nº 454/2012 no período seco, com exceção do Ni no período chuvoso (maior que 18 mg kg-1). Os estudos de fracionamento indicaram que os metais foram encontrados nas frações mobilizáveis do sedimento, especialmente associados aos óxidos de ferro. Os metais mais móveis e, consequentemente, mais biodisponíveis, foram o manganês, zinco e níquel, principalmente na época chuvosa. Maiores teores de cobre foram encontrados nas frações residuais do sedimento, indicando baixa mobilidade no meio aquático. A sequência de mobilidade dos metais estudados foi Mn > Zn > Ni > Cr > Cu > Fe.

Métodos de concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila visando sua identificação por difratometria de raios x

Além dos baixos teores normalmente encontrados na fração argila dos solos sob clima tropical e subtropical, o tamanho reduzido e a baixa cristalinidade dos minerais 2:1 secundários dificultam sua identificação por difratometria de raios X (DRX). Este estudo objetivou avaliar métodos químicos e físico de concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila para facilitar a identificação por DRX, incluindo a natureza dos minerais quanto ao local de formação de cargas permanentes (lâmina tetraedral ou octaedral). Coletaram-se amostras de dois Cambissolos originados de argilito da Formação Guabirotuba na Bacia Sedimentar de Curitiba (PR): horizontes A, Bi, C1 (1,2 a 1,5 m), C2 (2,2 a 2,5 m), C3 (3,2 a 3,5 m) e C4 (4,2 a 4,5 m). Após remoção da matéria orgânica e dispersão da terra fina seca ao ar, a fração argila foi submetida a tratamentos sequenciais com ditionito-citratobicarbonato (DCB) (amostra desferrificada - remoção de óxidos de Fe pedogenéticos) e com soluções de NaOH a quente, em diferentes concentrações (0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 3,5; 4,0; 4,5 e 5,0 mol L-1), para extração de gibbsita e caulinita, em diferentes graus. A fração argila desferrificada também foi submetida à separação física (centrifugação) em argila grossa (0,2 a 2 m) e fina (< 0,2 m). Foram realizados tratamentos auxiliares para identificar as espécies minerais 2:1 na fração argila: saturação com Mg e solvatação com etilenoglicol; saturação com K e secagem ao ar e aquecimento a 550 ºC; e saturação com Li (teste de Greene-Kelly). Os resultados mostraram que o método clássico de extração da caulinita, com solução de NaOH 5,0 mol L-1 a quente, não deve ser aplicado para concentração de minerais 2:1 secundários, pois também removeu grande parte desses minerais. O tratamento com DCB e com solução de NaOH 3,5 mol L-1 possibilitou, com maior eficiência, a concentração e identificação de minerais 2:1 secundários por DRX nas amostras dos horizontes A, Bi e C1. Nas amostras tomadas em maiores profundidades (horizontes C2, C3 e C4), devido aos maiores teores desses minerais e ao menor tamanho dos cristais (argila fina), a solução menos concentrada de NaOH (1,5 mol L-1) foi mais eficiente para esse propósito. No horizonte A, os minerais 2:1 concentraram-se na fração argila grossa, compatível com o maior grau de intemperismo desse horizonte. Identificou-se esmectita com hidroxi-Al entrecamadas nos horizontes mais superficiais (A e Bi) e esmectita nas amostras do horizonte C. A saturação com Li permitiu a identificação das esmectitas dioctaedrais montmorilonita e beidelita/nontronita. As adaptações ao métodopadrão (NaOH 5 mol L-1) favoreceram a concentração de minerais 2:1 secundários na fração argila dos solos; a concentração da solução de NaOH deve ser maior para horizontes com menor teor do mineral.

Otimização das condições de pré-redução do As(V) em extratos do método BCR para quantificação de arsênio por HG-AAS

A determinação de As por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HG-AAS) constitui um método simples, sensível, preciso e de baixo custo. Entretanto, essa técnica requer a pré-redução das espécies de As(V), o que se obtém através do uso de agentes redutores como o KI. Em extratos contendo agentes oxidantes, a pré-redução do As é comprometida, como acontece em extratos obtidos pela aplicação do método BCR (acrônimo francês para Community Bureau of Reference) para a extração sequencial de As em sedimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições de redução do As(V) a As(III), de modo a permitir o uso da HG-AAS para a quantificação do arsênio em extratos obtidos a partir do método BCR. Foram avaliadas condições reacionais utilizando KI, L-cisteína e ácido ascórbico. Para cada uma das etapas de extração do método BCR, diferentes condições de pré-redução possibilitaram a detecção quantitativa do As presente. O uso do método BCR para a extração de arsênio em amostras de sedimentos contaminadas e a aplicação das condições de pré-redução do As(V) selecionadas, seguida pela detecção por HG-AAS, forneceram percentagens de recuperação entre 91 e 99 %.

Composição química da solução do solo nas diferentes classes de poro do solo

A composição química da solução do solo pode ser considerada indicadora da presença de nutrientes ou contaminantes no solo. Para analisar a variação dessa composição nos poros do solo, utilizou-se um sistema de extração sequencial da solução do solo em diferentes classes de diâmetro de poro. Colunas de PVC foram construídas e preenchidas com terra fina seca ao ar de um Cambissolo Háplico distrófico, e irrigadas com água destilada (T1), efluente de estação de tratamento de esgoto sanitário EETE (T2) e EETE + 1,2 g L-1 CaSO4 (T3), aplicando lâminas de 150 e 300 mm. Antes da irrigação e após cada lâmina, aplicaram-se na base de cada coluna os seguintes potenciais: 0, 13,3, 26,7, 40,0 e 53,3 kPa para extração e coleta da solução do solo nas faixas de poros: Ø > 76,2 µm, 44,6 < Ø < 76,2 µm, 29,6 < Ø < 44,6 µm, 25,2 < Ø < 29,6 µm, e 23,3 < Ø < 25,2 µm. Os atributos analisados nas soluções extraídas foram pH, condutividade elétrica e as concentrações de Na+, Ca2+, NO3-e NH4+. A variação das concentrações iônicas na porosidade do solo foi semelhante, sendo 3 a 10 vezes maior na microporosidade (Ø < 44,6 m) do que na macroporosidade (Ø > 44,6 m). Todos os dados foram ajustados significativamente ao modelo linear Y = a - b.log(X), onde Y é o atributo avaliado e X o diâmetro de poro do solo. Embora a concentração de NO3-na microporosidade supere o valor limite [NO3-]lim para água doce potável (Classe 1), a baixa concentração na macroporosidade (sempre inferior a [NO3-]lim/4) limita o risco de contaminação por lixiviação. Constatou-se também que a adição de gesso promove a redução da concentração de NO3-e de Na+ no solo.

Topolitossequências de solos do Alto Paranaíba: atributos físicos, químicos e mineralógicos

Pouco se conhece sobre a diferenciação pedogenética no Alto Paranaíba (MG), quando são comparados materiais de composição química tão variada, como tufitos, rochas ígneas alcalinas e ultramáficas e carbonatitos, todos de ocorrência na região. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar física, química e mineralogicamente os solos representativos de três topolitossequências do Alto Paranaíba. Para isso, foram descritos e coletados 11 perfis de solos, entre os municípios de Serra do Salitre, Patrocínio e Coromandel, representando as variações litológicas na faixa do contato geológico entre os grupos Bambuí, rochas vulcânicas ultramáficas e Araxá. Nas amostras de solos foram realizadas análises físicas e químicas de rotina, além de determinações de Fe, Al e Si após extração por ataque sulfúrico; Fe por DCB e oxalato; Fe, Ca, Mg, K, P, Ti e outros metais pesados após digestão total (ataque triácido); e determinação dos diferentes componentes da fração argila por difratometria de raios X. Os Latossolos do Alto Paranaíba são extremamente intemperizados e com índices Ki e Kr muito baixos, indicativos de solos ricos em óxidos de Fe e de Al, não possuindo uma filiação definida com os materiais de origem subjacente, indicando intensa pedoturbação e provável mistura com materiais alóctones. As assinaturas geoquímicas indicativas da natureza ultramáfica são os teores elevados de Cr, Ni, Mn, Fe e Mg. A mineralogia da fração argila dos Latossolos indica a coexistência de vermiculita com hidroxi-Al entrecamadas, caulinita, gibbsita e anatásio, evidenciando uma gênese policíclica dos minerais da fração mais fina e o elevado grau de intemperismo. Nos Cambissolos, a rápida dessilificação atual conduz à coexistência de gibbsita e óxidos de Fe com esmectitas e illitas, em virtude da rápida ação do intemperismo nos substratos de rochas máficas ou ultramáficas-alcalinas, pobres em sílica.

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.

Fósforo orgânico em horizontes diagnósticos superficiais de diferentes classes de solo

Em solos tropicais, a disponibilidade de fósforo (P) pode ser regulada pela decomposição e mineralização da fração lábil de P orgânico (Po), tornando necessários estudos para saber a sua real contribuição no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o teor de Po total e lábil em horizontes superficiais de diferentes classes de solo e quais as propriedades do solo exercem controle na acumulação dessas frações de P. Foram estudadas amostras de diferentes horizontes diagnósticos superficiais, a saber: H e O hístico; A chernozêmico; e A húmicos, coletados em vários estados do Brasil. Para a determinação das frações totais de P inorgânico (Pi) e orgânico (Po), foi usado o método da extração-sequencial ácido-alcalina, e a fração lábil de P foi determinada pela extração com bicarbonato de sódio. A taxa de recuperação de Pi + Po em relação à extração nítrico-perclórica do P total (PT) variou de 46 a 99 %. O Po total variou entre 35 e 1077 mg kg-1, com uma média de 298 mg kg-1. Para a fração lábil do Po, os teores variaram entre 7,2 e 99,5 mg kg-1, com uma média de 27,1 mg kg-1. O Po variou, em média, de 36 a 46 % do P total extraído. Em relação ao P lábil, o Po representou mais de 70 % para todos os horizontes diagnósticos. O PT foi o principal atributo controlador da acumulação de Po nos solos pelas análises de correlação e regressão múltipla. Verificou-se que horizontes com baixa capacidade de adsorção de P proporcionaram alta labilidade de Po.

Disponibilização de metais ambientalmente impactantes em solo tratado com composto de resíduos sólidos urbanos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uma nova abordagem analítica sobre teores de 'Zn' por HR-CSAAS em plantas medicinais voltadas ao emagrecimento

The following research project deals with the development of new analytical procedures aimed at the identification and quantification of the element zinc in different fractions of vegetable drugs used for weight loss, using the high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry in flame. The determination of the levels of zinc was made in an AnalytikJena ContrAA 300 spectrometer in the principal line of Zn at 213.857 nm and wavelength integrated absorbance equal to 3 pixels. Calibration curves were obtained with linear dynamic range from 0.10 to 1.00 mg L-1, correlation coefficient equal to 0.9991 and limit of detection equal to 0.020 mg L-1. The total Zn content in the samples obtained after microwave-assisted acid digestion system were: 28.06 mg kg-1 (Artichoke), 31.49 mg kg-1 (Chamomile), 77.16 mg kg-1 (Gorse), 105.38 mg kg-1 (Horsetail), 32.37 mg kg-1 (Fennel) and 5.00 mg kg-1 (Senna). The extraction in aqueous environment assisted by microwave radiation produced extracts containing: 5.40 mg kg-1 (Artichoke), 10.65 mg kg-1 (Chamomile), 14.83 mg kg-1 (Gorse), 18.90 mg kg-1 (Horsetail), 7.80 mg kg-1 (Fennel), 3.24 mg kg-1 (Senna), corresponding to 19%, 34%, 19%, 18%, 24% and 64% of their total content of Zn, respectively. The amounts of Zn in the extracted samples from some plants indicate that this metal was strongly bounded to the plant's matrix. The sequential extraction using solvents and mixtures with different polarities (n-hexane, ethyl acetate, propanol, methanol, ethanol-water 1:1 (v/v), water) aimed the separation of different Zn containing species and water was considered the most efficient extractor. The Zn contents extracted were: 14.82 mg kg-1 (Artichoke), 16.82 mg kg-1 (Chamomile), 34.09 mg kg-1 (Gorse), 4.75 mg kg-1 (Senna), corresponding to 53% in the first two samples, 44% and 95% for the last two, respectively. It was observed that Zn is found complexed under

Remoção de elementos potencialmente tóxicos em resíduo sólido da indústria canavieira para utilização como condicionador de solo na agricultura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Zinco para arroz e soja: doses, aproveitamento pelas culturas, fitodisponibilidade e formas desse elemento no solo

A deficiência de Zn no solo causa efeitos indesejáveis na produção agrícola, pois a baixa disponibilidade deste micronutriente para as plantas promove a diminuição da atividade enzimática, além da deficiência deste elemento na alimentação, que pode levar ao estado de subnutrição. Tendo em vista a problemática do Zn no sistema solo-planta e suas variações nos compartimentos do solo, é importante a avaliação de sua fitodisponibilidade e as frações do solo que este elemento está associado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a fitodisponibilidade e a compartimentalização de Zn no solo, para as culturas de arroz (Oryza sativa L.) e soja (Glycine max L. Merrill) e avaliar o efeito das doses de Zn sobre a nutrição e exportação deste nutriente pela cultura. Utilizou-se como plantas teste as culturas de arroz e soja para avaliar o efeito das doses de Zn sobre a nutrição e translocação deste nutriente até os grãos. Para tanto, uma amostra de um Latossolo Vermelho, textura argilosa da região de Piracicaba (SP) foi utilizada e ZnCl2 (marcado com 65Zn) como fonte. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em DIC, com cinco doses de Zn (0, 1, 2, 4 e 8 mg kg-1 de solo), com quatro repetições. O experimento foi conduzido até a formação de grãos e foi realizada determinação de Zn por Espectrômetria de Absorção Atômica após digestão nitroperclórica e contagem do 65Zn nas partes da planta: parte aérea (PA) e panícula (P), para arroz e PA, vagem (V) e grão (G), para soja. Calculou-se a quantidade de Zn proveniente da fonte (Znpf) nas partes das plantas e o aproveitamento do Zn da fonte pelas culturas (Ap). Nas amostras de solo foram realizadas extrações por DTPA (ZnDTPA) e Mehlich-1 (ZnM1) em duas subamostragens (t1 e t2), antes da semeadura e florescimento, respectivamente. O fracionamento de Zn foi realizado em amostras de t2 nas frações: trocável (ZnTroc); ligado a carbonatos (ZnCarb); a matéria orgânica (ZnMO); a óxidos (ZnOxi) e residual (Znres). Adicionalmente, foi realizada análise do teor pseudo-total de Zn (ZnPST). Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância pelo teste-F a 95 % de probabilidade, ajuste das variáveis em função das doses por regressões e teste de média e análises de correlações entre as principais variáveis respostas. O Zn acumulado total na planta se ajustou à regressão linear em função do aumento das doses, entretanto ao analisar as partes separadamente, só houve diferença entre as doses para a variável PA em ambas as culturas. O Znpf total nas plantas apresentou incremento com a adição das doses crescentes de Zn ao solo, entretanto, eu aproveitamento foi baixo, 12 e 8,75 % para arroz e soja, respectivamente. As doses de ZnCl2 adicionadas ao solo, aumentaram a concentração de Zn presente nas frações ZnTroc > ZnMO > ZnCarb, em ordem decrescente. O Zn total acumulado nas plantas de arroz e soja apresentam correlações crescentes para os extratores DTPA e M1 nas duas subamostragens (t1 e t2), em função das doses avaliadas. O Zn extraído pelo DTPA ou M1, apresentaram correlação significativa com o Zn extraído nas frações, na ordem decrescente, ZnTroc > ZnCarb > ZnMO