37
HOFFMANN, R. B., et al.
EFEITO DA APLICAÇÃO DE DIFERENTES PRODUTOS NA
SOLUBILIDADE DE CD EM SOLOS TRATADOS COM LODO DE
ESGOTO ENRIQUECIDO
RICARDO BEZERRA HOFFMANN1
ALINE ALCANTARA MESQUITA2
RENATA COURA BORGES4
NELSON MOURA BRASIL DO AMARAL SOBRINHO3
CLARICE DE OLIVEIRA3
NELSON MAZUR3
1- Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/CNPq/UFRuralRJ, Discente do Curso de Lic.em Ciências Agrícolas
2- Mestre em Agronomia-Ciência do Solo Departamento de Solos, Instituto de Agronomia da UFRuralRJ
3- Professor do Departamento de Solos , Instituto de Agronomia da UFRuralRJ - BR 465 - Km 7
Seropédica - RJ - 23.89-000
4- Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/CNPq/UFRuralRJ, Discente do Curso de Agronomia
RESUMO: HOFFMANN, R.B.; MESQUITA, A.A.; BORGES, R.C.; AMARAL SOBRINHO, N.M.B. do; OLIVEIRA,
C. de; MAZUR, N. Efeito da aplicação de diferentes produtos na solubilidade de Cd em
solos tratados com iodo de esgoto enriquecido. Revista Universidade Rural: Série Ciências
da Vida, Seropédica, RJ: EDUR, v.24, n.1, p. 37-43, jan.- jun., 2004. A redução da solubilidade de Cd e sua
absorção pelo arroz foram avaliadas em duas classes de solos que receberam lodo enriquecido com Cd e
possíveis produtos imobilizadores deste elemento. Os tratamentos foram: Solo-lodo (Testemunha); solo-lodo+
KH2PO 4; solo-lodo+CaCO 3 e solo-lodo+ FeCl3+EDTA. Nas amostras realizaram-se determinação do pH e
extrações simples com água, NaNO 3, ácido acético e DTPA. Com as concentrações de Cd obtidas nas
extrações, estimaram-se as concentrações de Cd em diferentes formas químicas. O CaCO 3 provocou
imobilização, o FeCl3 + EDTA dissolução e o KH2PO4 não alterou o teor de Cd. Na planta a concentração de Cd
foi menor com o uso de CaCO3.
Palavras-chave: Metais pesados, poluição, extração simples.
ABSTRACT: HOFFMANN, R.B.; MESQUITA, A.A.; BORGES, R.C.; AMARAL SOBRINHO, N.M.B. do;
OLIVEIRA, C.; MAZUR, N. Effect of the application of differents products in the solubility
of ca dm ium in s oil s t re ate d wit h m ud of en ric he d s ewe r. Revista Universidade Rural:
Série Ciências da Vida, Seropédica, RJ: EDUR, v.24, n.1, p. 37-43, jan.- jun., 2004. The solubility
reduction of Cd and its absorption for the rice had been evaluated in two types of soils that had received
sludge enriched with Cd and possible products immobilization from this element. The treatments applied
were: soil-sludge; soil-sludge + KH2PO4; soil-sludge + CaCO3 and soil-sludge + FeCl3 + EDTA. In the samples
was determinated pH and was done extrations with water, NaNO 3, acid acetic and DTPA. W ith the
concentrations of Cd obtained from the extrations, the concentrations of Cd in different chemical forms. The
CaCO3 caused immobilization, the FeCl3 + EDTA dissolution and the KH2PO4 did not modify the concentrations
of Cd. In the plant the concentration of Cd was smaller with the use of CaCO 3.
Key words: Heavy metals, pollution, single extraction.
INTRODUÇÃO
O lodo de esgoto é um resíduo rico em
matéria orgânica e nutrientes, podendo
apresentar, uma série de metais pesados
potencialmente tóxicos, tais como: zinco,
cobre, níquel, chumbo, cádmio e mercúrio.
Uma alternativa bastante viável para o
destino deste lodo, tem sido a reciclagem
agrícola (ANDREOLI & PEROGINI, 1999).
Dentre as técnicas de remediação “in situ”
está a estratégia de contenção do
contaminante, onde se realiza uma
estabilização do sistema através do uso de
imobilizadores químicos e de redução do
contaminante. O objetivo deste trabalho foi
avaliar as alterações nas diferentes formas
químicas de Cd, provocadas pela aplicação
Rev. Univ. Rural, Sér. Ci. Vida. Seropédica, RJ, EDUR, v. 24, n. 1, jan.- jun., 2004. p. 37-43.
38
Efeito da aplicação...
de
produtos
imobilizadores
e
desmobilizadores de metais pesados em
solos e avaliar a absorção deste metal em
arroz cultivado nos diferentes tratamentos.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido utilizandose amostras superficiais, coletadas na
profundidade de 20 cm, de um Latossolo
Vermelho-Amarelo (LV) e um Argissolo
Vermelho-Amarelo (PV), características
físicas e químicas destes solos são
apresentadas na Tabela 1. A este material
foram misturados uma quantidade
equivalente a 60 Mg ha-1 de lodo de esgoto
enriquecido com Cd. A caracterização
química e o fracionamento da matéria
orgânica do lodo em estudo são
apresentados na Tabela 2. O motivo do
enriquecimento do lodo foi de simular
situações de solos altamente contaminados
com metais pesados pela sua adição, que,
no caso do Brasil, poderão ocorrer em áreas
de aterros sanitários onde estão sendo
colocadas grandes quantidades de resíduos
urbanos.
Tabela 1. Características físicas e químicas da camada arável dos solos utilizados nos experimentos.
LV
PV
PHH2O Corg NTotal MO(01)
C/N
1:2,5
g kg -1
4,4 14,0 2,0 24,1
4,6 9,2 1,4 15,8
mg kg -1
7,0 7
1,0
6,6 1
1,7
P
Ca
Mg
cmolc kg-1
1,8 0,3
1,3 0,1
SiO2 AL203 Fe2O3 TiO2 AL2O3/Fe2O3 Argila Areira Silte
18,6 15,5 10,0 2,88
PV 17,4 13,7 7,7 1,88
CTC(2)
V(3)
14,3
5,8
%
22
54
AI
2,0
0,5
Ki
Kr
Classe
Textual
Mineralogia
da fração
argila
Argila
Caulinita
Gibsita e
Goethita
g kg-1
%
LV
K
2,43
550
350
100
2,04
0,50
2,79
430
470
100
2,15
0,55
Franco Caulinita
Gibsita e
argilosa Goethita
(1)
Matéria Orgânica
CTC a pH 7,0
(3)
V= Saturação por bases
Fonte: Oliveira, (1999)
(2)
O enriquecimento consistiu em adicionar
ao lodo 1666mg kg-1 de sulfato de cádmio
(OLIVEIRA, 1998). Após 20 dias de
incubação, o lodo enriquecido f oi
incorporado nos solos LV e PV
permanecendo, as misturas lodo-solo,
incubadas em umidade equivalente à
capacidade de campo por um período de 5
anos e 6 meses. Realizou-se um
experimento em laboratório com vasos
plásticos contendo 400 g da mistura sololodo enriquecido para avaliar os efeitos de
produtos imobilizadores e desmobilizadores
de metais pesados, sendo aplicados os
seguintes tratamentos: solo-lodo
(Testemunha), mistura solo-lodo + fosfato
de potássio (KH2PO4), mistura solo-lodo +
carbonato de cálcio (CaCO 3), mistura
solo-lodo + 0,07moles.l-1de Cloreto férrico
(FeCl3) + EDTA. O experimento constou de
dois solos, quatro tratamentos e seis
repetições, totalizando 48 unidades
experimentais. Para avaliação do teor de Cd
nos diferentes tratamentos foram realizadas
extrações simples utilizando como
extratores: água, nitrato de sódio, ácido
Rev. Univ. Rural, Sér. Ci. Vida. Seropédica, RJ, EDUR, v. 24, n. 1, jan.- jun., 2004. p. 37-43.
39
HOFFMANN, R. B., et al.
Tabela 2. Caracterização química e fracionamento da matéria orgânica do lodo de esgoto em estudo.
Características químicas
(H20)
pH
Corg
(1:2,5)
7,0
Ntotal
(1)
MO
gkg-1
P
1,86 21,5 335
8,0
K
Ca
Mg
C/N
Cu Cd
1,8
2,5
5
8,65 47
Pb Mn Zn
mg kg-1
0,75 82 60 217
Fracionamento de matéria orgânica
Ácido fúlvico
Ácido húmico
AH/AF(3)
-1
gkg
0,96
4,00
0,24
(1)
Matéria Orgânica
Dados de Canellas et al. (1999)
(3)
Relação AH/AF=indicativo do grau de estabilização da matéria orgânica
Fonte: Oliveira, 1999
(2)
acético e DTPA. As análises dos teores de
Cd foram feitas por digestão nitro-perclórica
2:1. Com os resultados obtidos das
extrações simples, estimaram-se através
das diferenças nas quantidades extraíveis,
frações químicas de Cd, que consistiram
de: F1 Fração solúvel em água (extraído
com água), F2  Fração trocável (extraído
com NaNO3 - extraído com água), F3 
Fração associada a carbonato e óxidos de
Mn amorfos (extraído com ácido acético extraído com NaNO 3 ), F 4  Fração
associada a óxidos de Fe e Mn mais
cristalinos e compostos orgânicos mais
estáveis (extraído com DTPA - extraído com
ácido acético), F5  Fração associada a
compostos de alto grau de cristalinidade
(total - extraído com DTPA). Após duzentos
dias de incubação, nas unidades
experimentais acima mencionadas, foram
semeadas em casa de vegetação plantas
de arroz (Oriza sativa L.), cultivar IAC 147.
Aos quarenta dias após a germinação foram
colhidas, separadamente, a parte aérea e
as raízes e secas, sendo posteriormente
colocadas em estufa com circulação forçada
de ar (60 ºC), para determinação da
biomassa. As amostras de plantas, foram
moídas em moinho tipo Willy e submetidas
a digestão nitro-perclórica (MORAES &
RABELO, 1986) e determinados os teores
de Cd nos extratos, por espectrofotometria
de absorção atômica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Observando o tempo de incubação na
distribuição de Cd, nas diferentes frações
químicas, nos solos LV e PV, Tabelas 3 e 4,
nas frações F1, F2, F3 e F4 verifica-se que
nessas frações ocorreu aumento significativo
no teor de cádmio, em todos os tratamentos,
ao longo do período de incubação com os
diferentes produtos. Por outro lado, ocorreram
decréscimos na fração F5. Esses resultados
mostram claramente que a disponibilidade do
cádmio no solo aumentou com o tempo de
incubação (200 dias). O comportamento
químico do cádmio de apresentar menor
absorção na superfície dos constituintes
adsorventes do solo, quando comparados a
outros metais pesados, tem sido comumente
relatado na literatura (ALLOWAY,1995).
Verificando a percentagem de Cd em relação
ao teor total no solo LV, com a adição de
CaCO 3 em comparação ao tratamento
testemunha, houve diminuição deste
elemento nas frações solúvel em água (F1) e
trocável (F2) e na fração de Cd associada a
óxidos de Fe, e compostos orgânicos (F4).
No entanto em F3 e F5 aumentaram
significativamente os teores de Cd. A redução
de Cd nas frações F1, F2 e F4, ocasionou
aumento das frações F3 e F5, demonstrando
que a elevação de pH, pela adição de CaCO3
teve papel preponderante na retenção de Cd.
Sendo observado o mesmo comportamento
Rev. Univ. Rural, Sér. Ci. Vida. Seropédica, RJ, EDUR, v. 24, n. 1, jan.- jun., 2004. p. 37-43.
40
Efeito da aplicação...
para o Argissolo. Alguns trabalhos têm
demonstrado que o pH é um dos fatores
críticos no controle da solubilidade de Cd
(CHRISTENSEN,1984; ALLOWAY, 1995).
Com o tratamento FeCl 3 + EDTA os
percentuais de Cd aumentaram
significativamente nas frações F1 e F2 e
diminuíram nas demais frações quando
comparado a testemunha. Devido ao baixo
pH durante o período de incubação houve
aumento da solubilidade do Cd nos dois solos,
favorecendo a dessorção de parte do Cd. O
percentual de Cd praticamente não foi alterado
com a adição de fosfato de potássio quando
Tabela 3. Efeito do tempo de incubação na distribuição de Cádmio nas frações químicas (mg kg-1) nos solos
LV, tratados com diferentes produtos.
7
15
30
60
90
120
Tempo (dias)
Testemunha
CaCO3
FeCl 3+EDTA
KH2PO4
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 1----------------------------------------------------------------------------------(1)
(2)
0,04
d
B
0,00 d
B
1,49
C
A
0,00
e
1,30
c
CD
0,27 c
D
7,14
A
B
1,78
b
1,53
abc CD
0,00 d
D
6,37
Ab
B
0,21
e
1,88
a
B
0,44 b
C
7,69
A
A
1,05
c
1,32
bc
C
0,00 d
D
6,30
Ab
A
0,06
e
1,46
abc C
0,00 d
D
5,54
B
B
0,68
d
1,79
ab
C
0,96 a
D
7,03
Ab
B
2,28
a
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 2----------------------------------------------------------------------------------0,33
f
C
0,00 b
C
3,42
E
A
1,23
f
5,49
c
C
0,53 a
E
11,06
Ab
B
2,94
de
6,83
b
B
0,00 b
E
12,97
A
A
3,65
cd
0,50
f
CD
0,08 b
D
7,85
Cd
A
2,40
e
7,76
a
B
0,67 a
D
9,93
Bc
B
5,12
b
4,73
d
B
0,54 a
C
10,17
abc A
6,16
a
3,22
e
B
0,54 a
C
6,38
D
A
4,23
c
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 3----------------------------------------------------------------------------------3,49
d
B
5,53
f B
3,69
C
B
9,48
c
24,24 a
AB
25,79 a A
16,08
A
C
19,57
a
16,75 c
B
19,14 d A
2,04
C
E
14,10
b
21,55 b
A
17,42 e B
21,12
A
A
13,53
b
16,60 c
B
21,64 b A
10,09
B
C
18,60
a
20,56 b
AB
23,06 b A
16,97
A
C
19,96
a
200
20,00
7
15
30
60
90
120
200
7
15
30
60
90
120
200
7
15
30
60
90
120
200
7
15
30
60
90
120
200
b
A
20,40
c
A
20,94
A
A
18,91
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 4----------------------------------------------------------------------------------6,11
d
A
3,03
d
B
2,27
D
B
1,72
13,70 c
A
8,57
c
B
8,33
C
B
9,27
19,92 a
B
21,73 a
B
24,33 A
A
26,29
19,07 ab
B
13,74 b
C
11,31 bc
C
28,46
14,25 c
A
2,37
d
C
7,24
C
B
18,11
15,35 bc
A
10,61 bc B
12,76 B
AB 16,05
18,65 ab
A
13,79 b
B
13,44 B
AB
16,62
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 5----------------------------------------------------------------------------------39,41 a
B
40,82
a
A 38,51 A
C
36,94
4,65
c
B
14,21
d
A 6,76
C
B
15,83
4,35
c
B
8,50
e
A 3,66
C
B
5,14
6,37
bc
B
17,70
c
A 1,42
C
D
3,93
9,45
b
C
24,70
b
A 15,81 B
B
7,49
7,28
bc
B
15,16
c
A 3,94
C
B
6,53
5,71
c
B
13,69
d
A 1,59
C
C
7,33
(1)
B
C
D
BC
D
D
C
B
D
C
B
C
B
B
A
BC
C
C
AB
B
a
A
d
c
a
a
b
b
b
B
B
A
A
A
A
B
A
A
Cd
D
c
cd
c
D
A
B
C
C
B
B
Letras minúsculas iguais, nas colunas, para cada fração química, não diferem significativamente, ao nível
de 5%, pelo Teste tukey.
(2)
Letras maiúsculas iguais, nas linhas, para cada fração química, não diferem significativamente, ao nível de
5%, pelo Teste tukey.
Rev. Univ. Rural, Sér. Ci. Vida. Seropédica, RJ, EDUR, v. 24, n. 1, jan.- jun., 2004. p. 37-43.
41
HOFFMANN, R. B., et al.
comparado com a testemunha, este
comportamento pode ser atribuído à influência
do pH dos solos pela adição deste produto.
A adição de compostos inorgânicos de Fe e
Mn amorfos pode ter favorecido a imobilização
de Cd, através do lodo de esgoto, permitindo
que a maior parte de Cd ficasse adsorvido a
esses óxidos de Fe e Mn amorfos (OLIVEIRA,
1998).
Tabela 4. Efeito do tempo de incubação na distribuição de Cádmio nas frações químicas (mg kg-1) nos solos
PV, tratados com diferentes produtos.
Tempo (dias)
7
15
30
60
90
120
200
Testemunha
CaCO 3
FeCl 3+EDTA
KH2PO 4
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 1----------------------------------------------------------------------------------(1)
(2)
0,37 c
C
0,00
b
D
3,10 c A
0,00
e
3,56 a
B
0,00
b
C
10,87 a A
3,77
a
2,68 b
C
0,00
b
E
11,21 a A
1,35
c
2,20 b
C
0,00
b
D
12,80 a A
0,69
d
1,88 b
B
0,00
b
C
6,32 b A
0,00
e
2,33 b
C
0,00
b
C
11,22 a B
2,27
b
4,02 a
C
0,85
a
E
11,29 a B
2,14
b
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 2-----------------------------------------------------------------------------------
7
15
30
60
90
120
200
0,40
5,33
5,56
1,53
8,19
4,54
3,32
7
15
30
60
90
120
200
1,48
23,18
17,80
20,63
17,31
19,35
19,81
7
15
30
60
90
120
200
8,95
10,12
21,88
13,30
5,13
7,21
16,94
7
15
30
60
90
120
200
37,99
7,01
1,27
11,53
16,68
15,77
5,09
e
b
b
d
a
b
c
C
0,06
d
C
2,95
e
A
1,89 c
C
0,60
c
D
10,03
b
B
7,16 a
B
0,00
d
E
10,28
b
A
2,69 c
C
0,70
c
C
4,03 de B
1,50 c
B
0,46 cd D
14,91
a
A
5,06 b
B
1,19
b
C
8,98 bc A
5,65 b
D
1,76
a
E
6,53 cd B
4,90 b
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 3----------------------------------------------------------------------------------c
C
6,37
e
A
4,38 d B
6,55
d
a
B
27,15 ab A
18,76 b C
15,40
c
b
B
21,94 cd A
16,55 b B
16,33
c
ab AB
19,51
d
B
22,00 a A
16,71
c
b
C
26,98
b
A
5,23 d D
22,08 ab
ab C
29,66
a
A
17,68 b CD
23,82
a
ab B
24,08
c
A
12,88 c C
20,31
b
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 4----------------------------------------------------------------------------------de A
2,31
d
B
1,27 c B
1,02
e
cd A
6,17 cd B
8,55 b AB
6,30
d
a
A
18,17
a
B
11,16 b C
23,70
a
bc C
10,51 bc D
10,36 b D
26,39
a
e
B
11,88
b
AB
11,84 b AB
7,13
d
de AB
5,76 cd B
4,39 c B
11,51
c
b
A
9,44 bc B
16,62 a AB
16,00
b
---------------------------------------------------------------------------------- Fração 5----------------------------------------------------------------------------------a
CD
40,45
a
A
37,50 a D
39,73
a
d
B
15,27 bc A
0,98 d C
16,56
b
e
C
9,09
d
A
0,00 d C
5,12
c
c
B
18,48
b
A
0,00 d D
3,91
c
b
A
9,87 cd A
10,89 b A
14,93
b
b
A
12,59 cd A
6,93 c B
5,94
c
d
BC
13,07 bcd A
1,87 d C
5,84
c
(1)
D
B
D
D
C
C
D
B
BC
C
C
C
B
C
A
D
B
C
B
B
B
B
B
A
A
AB
A
A
B
A
B
C
A
B
B
Letras minúsculas iguais, nas colunas, para cada fração química, não diferem significativamente, ao nível
de 5%, pelo Teste Tukey.
(2)
Letras maiúsculas iguais, nas linhas,, para cada fração química, não diferem significativamente, ao nível
de 5%, pelo Teste Tukey.
Rev. Univ. Rural, Sér. Ci. Vida. Seropédica, RJ, EDUR, v. 24, n. 1, jan.- jun., 2004. p. 37-43.
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Efeito da aplicação...
A Figura 1 (a e b) apresenta as
concentrações de Cd na parte aérea e raiz
do arroz (IAC 147) cultivado nos solos LV e
PV.
demonstrando a maior labilidade desse
elemento no solo que apresenta menor
poder tampão.
CONCLUSÃO
LVA
a
A
500
450
400
Cd parte aérea
Cd raiz
B
B
Cd mg Kg -1
350
C
300
250
a
a
200
150
b
b
CaCO3
KH2PO4
100
50
0
Test.
FeCl3+EDTA
PVA
b
500
A
450
400
350
Cd mg Kg -1
B
300
B
B
250
a
b
200
c
150
c
100
50
0
Test.
CaCO3
KH2PO4
FeCl3+EDTA
Figura 1. Teores de Cd na parte aérea e raízes do
arroz (IAC-147), cultivado nos solos LV (a) e PV
(b), sob condições de casa de vegetação.
Na parte aérea os teores de Cd, nos dois
solos, foram inferiores aos observados nas
raízes, confirmando que a raiz atuou como
um filtro para retenção deste elemento.
Comparando os diferentes tratamentos
observ a-se que a adição de CaCO 3
ocasionou menor concentração de Cd na
planta e a adição de FeCl3 + EDTA maior
concentração. Esse comportamento devese a imobilização pelo CaCO 3 e a
desmobilização provocada pelo FeCl3 +
EDTA observado no experimento de
laboratório. No solo PV, em todos os
tratamentos, as concentrações de Cd foram
superiores. No entanto ocorreu maior
transferência de Cd da raiz para a parte
aérea no tratamento FeCl 3 + EDTA,
Ocorreu maior imobilização química de
Cd em função da adição de CaCO3, pela
associação deste elemento a frações
químicas menos biodisponíveis nos solos
LV e PV. A adição de FeCl3 6 H2O + EDTA
nos solos LV e PV causou decréscimo de
pH, dissolução de compostos de Cd e
dessorção deste elemento complexado por
grupos funcionais de superfície. A produção
de matéria seca não f oi af etada
significativamente pela aplicação de CaCO3
e fosfato. A adição de FeCl3 6 H2O + EDTA
afetou de forma significativa esse parâmetro.
Na planta, o metal pesado em estudo
concentrou-se nas raízes, órgão que se
comportou como um filtro natural limitando
a passagem deste elemento para a parte
aérea. Nos solos LV e PV a adição de
CaCO3 causou menor concentração de Cd
na raiz e parte aérea, no entanto a adição
de FeCl3 6 H2O + EDTA ocasionou elevadas
concentrações de Cd nesses órgãos da
planta.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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metals in soils. Glasgow: Blackie and Son.
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do município de Maringá. Curitiba Sanepar,
1999. 100p.
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Doutorado).
Rev. Univ. Rural, Sér. Ci. Vida. Seropédica, RJ, EDUR, v. 24, n. 1, jan.- jun., 2004. p. 37-43.
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