ISOTOPOS EM NUTRIÇÃO DE PLANTAS E
FERTILIDADE DO SOLO – CEN 5716
QUÍMICA AMBIENTAL: METAIS PESADOS
Prof. Dr. Cassio Hamilton Abreu Jr.
USP/CENA
Lab. Nutrição Mineral de Plantas
INTRODUÇÃO
Homem é por natureza um gerador de resíduos
Desenvolvimento industrial e crescimento populacional
X
Geração de resíduos sólidos e líquidos
Até final dos anos 90: > problema de resíduos industriais
< problema de resíduo urbanos
Terceiro milênio:
< problema de resíduos industriais
> problema de resíduo urbanos
Lei de crime ambiental (infração = multa e crime = cadeia)
Normas gestão ambiental (ISO 14.000)
Resíduos urbanos tratados com descaso:
Lixo urbano => disposição a céu aberto ou aterros
Esgotos => lançamento “in natura” nos corpos d’água
PROBLEMAS
SOCIAIS E
SANITÁRIOS
ÁGUA: “OURO” DO TERCEIRO MILÊNIO
Como pode o planeta água morrer por falta de água?
O QUE FAZER?
1. Resíduos Sólidos:
Orgânicos => compostagem
reciclagem
aterros
Inorgânico => reutilização
reciclagem
aterros controlados
incineração
2. Resíduos Líquidos:
Industrial => tratamento físico-químico
Urbano => tratamento biológico
(resíduo Lodo de esgoto/biossólido)
Uso do bom-senso:
Uso de práticas que reduzam a quantidade de resíduos
enviada para aterros e incineradores
X
alto custo e problema ambiental
METAIS PESADOS
Metais pesados: peso específico > 5 kg dm-3 (kg L-1, Mg m-3; t m-3)
Uso intensivo de metais pelas indústria
Presença de metais pesados em resíduos industriais e urbanos
Cobre (Cu)
Cádmio (Cd)
Chumbo (Pb)
Manganês (Mn)
Mercúrio (Hg)
Níquel (Ni)
Zinco (Zn)
Plantas
Acúmulo
em
solos
Cadeia
alimentar
Água
subterrânea
Micronutrientes:
Cu, Mn e Zn
Metais tóxicos:
Cd, Cr, Pb, Hg e Ni
CARACTERIZAÇÃO DE
RESÍDUOS SÓLIDOS
plano de amostragem e de caracterização em conformidade com as
normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)
Resíduos sólidos:
a) NBR 10004 para classificação
b) b) NBR 10005 para teste de lixiviação
c) c) NBR 10006 para teste de solubilização
d) NBR 10007 para amostragem
Resíduos líquidos (efluentes líquidos e corpos receptores):
a) NBR 9897 para o planejamento de amostragem
b) NBR 9898 para preservação e técnicas de amostragem
Contaminante
Alcalóides/bases
nitrogenadas
Alumínio (Al)
Arsênio (As)
Bário (Ba)
Berílio (Be)
Cádmio (Cd)
Chumbo (Pb)
Cianeto (CN-)
Cloreto (Cl-)
Cobre (Cu)
Compostos
aromáticos
hidroxilados
(ex.fenóis)
Cromo (Cr)
Fluoreto (F-)
Manganês (Mn)
Mercúrio (Hg)
Nitrato (NO3-)
Prata (Pt)
Selênio (Se)
Sódio (Na)
Sulfatos (SO42-)
Vanádio (V)
Zinco (Zn)
1Limites
Teste de
lixiviação(1)
mg L-1
Análise massa
Teste de
(2)
bruta
solubilização(3)
mg kg-1
mg L-1
100
5.0
100
1000
0,2
0,05
1,0
100
0.5
5.0
5,0
150
(4)
100
1000
0,005
0,05
0,1
250
1,0
10
0,001
100
0,05
1,5
1,0
0,001
10
0,05
0,01
200
400
0,10
100
5,0
1,0
100
1000
5,0
para diferenciação entre resíduos inertes/Classe III (< LC) e tóxicos TL/Classe I ( LC).
indicativos para classificação de resíduos sólidos perigosos.
3Limites para diferenciação entre resíduos inertes/Classe III (< LC) e não-inertes/Classe II ( LC).
4100 mg kg-1 para resíduos sólidos orgânicos e 1000 mg kg--1 em resíduos sólidos minerais.
2Valores
Critérios para aplicação de “resíduo orgânico” em solos agrícolas,
baseados na presença de metais pesados, preconizados pela
USEPA (1993) e adotados pela CETESB (1998)1
(Coluna 1)
Metais
pesados
Arsênio (As)
Cádmio (Cd)
Cobre (Cu)
Chumbo (Pb)
Mercúrio (Hg)
Níquel (Ni)
Selênio (Se)
Zinco (Zn)
(Coluna 2)
(Coluna 3)
Carga
Concentração
Taxa anual
cumulativa
máxima
máxima de
máxima
permissível no aplicação no permitida pela
lodo
solo
aplicação de
lodo
-1
-1
mg kg
kg ha
kg ha-1
75
2,0
41
85
1,9
39
4300
75
1500
840
15
300
57
0,85
17
420
21
420
100
5,0
100
7500
140
2800
TEORIA DO PLATÔ (Chaney & Ryan, 1993): teores de metais nos
vegetais tendem a alcançar um limite, mesmo após sucessivas
aplicações de resíduo ao solo => os metais pesados no solo
permanecem m formas não disponíveis às plantas => a capacidade de
adsorção específica dos metais provenientes do resíduo irá persistir
pelo tempo que esses elementos permanecerem no solo.
HIPÓTESE DA BOMBA RELÓGIO (McBride, 1995): teores tóxico de
metais nos vegetais de modo súbito => capacidade do solo em
adsorver metais é inicialmente aumentada pela matéria orgânica
adiciona => com o tempo, após interrupção da aplicação e degradação
dessa carga orgânica, a capacidade de retenção voltar ao seu estado
original, liberando os metais para a solução do solo (formação de
complexos solúveis tóxicos).
Usina compostagem São Matheus, São Paulo
Lodo de esgoto
Composição média e limites de variação de alguns metais pesados pra
o lodo de esgoto, esterco de curral e composto de lixo
Elemento
Lodo de esgoto
Média
Esterco de Composto
Curral
de lixo
200
400
800
2.500
0,7
0,4
58
163
105
115
1
2623
18.600
Limites
mg kg-1
Hg
Co
Cd
Ni
Cu
Cr
Pb
Mn
Zn
Fe
2
10
20
150
250
500
700
500
3000
16.000
0-5
0 - 100
0 - 300
10 - 1.300
1 - 3.000
10 - 50.000
50 - 50.000
50 - 2.500
500 - 20.000
2.000 - 42.000
Há outras fontes destes elementos como:
fertilizantes minerais e corretivos
Pesticidas
Estercos
gases de exaustão de carros
emanação de indústrias
Minerações
Metais presentes em rios são derivados de fontes difusa
“Agricultura” (erosão) e “fábricas de fundo de quintal”
Níveis críticos para
fitotoxicidade
Elementos
Teores (mg kg -1)
Ag
2
As
15-50
B
25-100
Be
10
Br
10-20
Cd
3-8
Co
25-50
Cr
75-100
Cu
60-125
F
200-1000
Hg
0,3-5
Mn
1500-3000
Mo
2-10
Ni
100
Pb
100-400
Sb
5-10
Se
5-10
Sn
50
Tl
1
V
50-100
Zn
70-400
Teores de metais em fertilizantes e corretivos
Produtos
Mn
Ni
Cd
Pb
Zn
Cu
Fe
Cr
mg/g
Calcário - Unaí (MG)
91
16,4
3,2
23,3
12,5
4,8
4.085
0,4
Calcário - Arcos (MG)
53
8,0
2,4
27,3
78,1
2,6
981
0,3
Calcário - Italva (RJ)
46
11,5
3,0
26,2
15,2
4,3
614
0,3
Calcário - Poté (MG)
149
19,0
2,6
23,3
35,7
11,0
4.599
0,3
188
17,1
3,1
27,9
12,5
4,8
3.965
0,6
Calcário - Bocaiúva (MG)
201
12,3
3,4
27,2
39,9
2,6
452
0,1
Calcário - Formiga (MG)
221
10,7
2,3
25,3
17,0
2,5
376
0,3
2.867
11,4
51,9
2.817
10.220
121,7
31.610
0,6
306
20,6
5,4
55,4
2.220
32,6
6.610
0,4
176
13,8
2,7
37,7
3.115
33,6
3.545
0,6
792
30,3
14,6
275,0
5.385
72,9
9.225
1,6
Termofosfato Yoorin
2.220
3.300
3,1
65,3
374,5
44,1
38.410
9,7
Apatita-de-Araxá
3.915
117,7
6,7
36,1
740,5
72,1
29.590
1,9
300
24,6
4,4
17,9
810
4.265
6.565
0,9
Calcário
-
Coromandel
(MG)
Corretivo - resíduo
Paracatú (MG)
Fórmula N-P-K + Zn
(0-30-15 + 0,2 % Zn)
Fórmula N-P-K + Zn
(0-20-20 + 0,4 % Zn)
Fórmula N-P-K + Zn
(2-28-8 + 0,5 % Zn)
Superfosfato triplo + Cu
Teores de micronutrientes e de alguns metais pesados encontrados
nos adubos comercializados no Brasil (mg kg-1)
Adubo
B
Co
Cu
Fe
Mn
Mo
Ni
Zn
As
Cd
Cr
Hg
Pb
mg/g
Sulfato de amônio
45
3
12
-
26
1,1
-
5
-
-
-
-
-
Uréia
74
3
<1
-
26
3,4
-
2
-
-
-
-
-
Ácido fosfórico
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Fosf. diamônico
100
11
7
-
235
11
-
122
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
< 0,03
-
-
-
-
-
72
-
117
740
-
6,7
1,9
-
36
Catalão (GO)
-
23
30
-
449
-
26
40
2
<2
14
< 0,05
36
Itabira (MG)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
< 0,03
-
-
-
Jacupiranga (SP)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
< 0,03
-
-
-
Patos (MG)
-
22
30
-
529
-
26
82
2
<2
26
0,26
30
Tapira (MG)
-
21
13
-
328
-
14
22
2
2
4
< 0,05
28
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,6
-
-
-
Jacupiranga (SP)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
<0,003
-
-
-
Super triplo
-
-
-
6565
300
-
24
810
-
4,4
0,9
-
18
Fosf.
monoamônico
Rocha fosfáticaAraxá (MG)
Super. simples Araxá (MG)
29590 3915
Reações de
formação de
complexos
Reações
ácido-base
Troca iônica
e adsorção
Concentração
do metal livre
na solução
do solo
Reações de
solubilidade
e
precipitação
Reações de
oxi-redução
Transferência
de massa
K+
Ca2+
Mg2+
SO4
NO3-
-
Cl-
Na+
Cd2+
K+
Ca2+
NO3-
Mg2
+
Fe2+
Mn2+
Ca2+
H2PO4-
SO4-
Cd2+
SO4-
Ca2+
HCO3Na+
Zn2+
HCO3-
Cu2+
Ca2+
Mg2+
NO3-
Mg2
+
NO3-
Zn2+
NO3-
Ca2+
Ca2+
Superfície da
fase sólida
Fase líquida
(solução do solo)
Representação esquemática da solução do solo adjacente
a fase sólida com carga negativa.
Aplicação Prática 1:
USO DE ISÓTOPOS ESTÁVEIS (112Cd e 206Pb) NO SISTEMA SOLO-PLANTA
O emprego de isótopos estáveis associado à técnica de ICP-MS permite estudar os processos de transferência
dos elementos e de suas espécies químicas no solo, fornecendo informações sobre a disponibilidade e,
conseqüentemente, sobre a absorção, translocação e acúmulo nas plantas. Este projeto tem como objetivo
avaliar os efeitos da variação do pH sobre a especiação química nas fases líquida e sólida, adsorção/dessorção
no solo, e absorção, translocação e acúmulo de Cd e Pb em plantas de arroz e soja. Para se atingir estes
objetivos serão conduzidos experimentos em casa de vegetação e laboratório, empregando-se isótopos
estáveis como traçadores. Amostras de terra, da camada superficial, de dois solos ácidos, da região de
Piracicaba, serão tratadas com calcário, para gerar gradientes de pH, e com solução enriquecida nos isótopos
estáveis 112Cd e 206Pb, para alterar as razões isotópicas desses metais. O calcário será aplicado em doses
suficientes para elevar a saturação por bases a 40, 50, 60, 70 e 80 %, respectivamente, em vasos contendo 5
dm3 de terra. Os isótopos estáveis serão aplicados juntos, nas concentrações de 100 e 500 µg dm-3 (0,5 e 2,5
mg/vaso) de Cd e Pb, respectivamente, em solução com 98 % de enriquecimento. O experimento será
conduzido até a formação completa dos grãos, coletando-se, então, a parte aérea e raiz. Será, também,
conduzido tratamento adicional sem adição dos isótopos estáveis, semelhantes aquele com saturação por
bases a 60 % para se determinar a razão isotópica natural do Cd e Pb no sistema. Serão efetuadas
amostragens de terra, para análise química, no final dos 45 dias de incubação e antes da semeadura do arroz e
soja. O processo de adsorção/dessorção, nestas amostras, será avaliado tanto por métodos de cinética
química, quanto de equilíbrio químico. Para se estimar as formas químicas do Cd e Pb, na fase líquida, será
empregado o programa de computador SOILCHEM (ou GEOCHEM-PC). Para tanto, serão determinados os
teores de B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Zn, SO42-, NO3- Cl-, HCO3- e carbono orgânico,
e de pH e condutividade elétrica dos extratos utilizados no estudo de adsorção/dessorção. A fase sólida será
caracterizada pela análise de extração seqüencial. Posteriormente, no material vegetal dividido em caule,
ramos, folhas e sementes, serão determinados os teores de N, B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P,
Pb, S, e Zn. O N será determinado pelo método de Kjeldahl e os demais elementos por ICP-AES. As razões
isotópicas (111Cd/112Cd e 206Pb/208Pb), nas amostras de solo e planta, serão determinadas por ICP-MS. Assim,
através da caracterização dos processo químicos do solo (adsorção/dessorção, especiação química da fase
líquida e extração seqüencial da fase sólida do solo) e da análise elementar e isotópica nos diferentes
compartimentos do solo e da planta, espera-se estimar a biodisponibilidade e transferência do Cd e Pb neste
sistema, sob diferentes condições de pH.
Aplicação Prática 1:
USO DE ISÓTOPOS ESTÁVEIS (112Cd e 206Pb) NO SISTEMA SOLO-PLANTA
O estudo da adsorção/dessorção pelo ponto de vista do equilíbrio químico pode ser
estudado por modelos empíricos (clássicos) ou por modelos químicos (Goldberg, 1995). Os
modelos empíricos podem ser generalizados pela equação de isoterma de adsorção dada
pela Eq. 1.
bKC
(Eq.1)
X

1 KC
Onde: X é a quantidade adsorvida; C é concentração do elemento na solução de equilíbrio,
e b, K e  são parâmetros empíricos. Quando a isoterma do equilíbrio de adsorção é linear,
temos coeficiente de distribuição Kd. Geralmente, os dados de adsorção são ajustados à
forma linear, sob condições de faixas restritas de concentração de equilíbrio na solução e
representa um caso especial da Eq. 1, onde b =  = 1, KC << 1 e K = Kd. A equação da
isoterma de Langmuir, muito empregada em trabalhos de adsorção de metais (Omae, 1986;
Gray et al.; 1998), também é um caso especial da Eq. 1, onde  = 1. Outro caso especial
da Eq.1, é a isoterma de Freundlich, onde b = 1, 0 <  < 1, KC << 1, e cuja aplicação está
condicionada a baixa concentração da solução de equilíbrio. Embora os modelos
empíricos, geralmente, sejam excelentes para descrever os processos de adsorção, eles
não passam de simples relações matemáticas usadas no ajuste de dados. Desta forma os
parâmetros b, K e  são válidos apenas para as condições experimentais em que foram
obtidos (Goldberg, 1995).
Estudo da cinética química de uma reação que ocorre no solo, é necessário que se defina a lei de
velocidade que a explique, ou seja, qual é a equação diferencial que relaciona a velocidade da reação
com as concentrações dos reagentes. A lei de velocidade de uma reação química no solo é
determinada experimentalmente e não pode ser deduzida pelo simples exame da equação geral da
reação química. Basicamente, estas leis servem para prever a velocidade da reação, dando a
composição química da mistura e o valor experimental da constante de velocidade; para possibilitar a
formulação de mecanismos para a reação; e para fornecer meios para classificar as reações em várias
ordens (Sparks, 1989). As reações químicas do solo podem ser descritas por leis de velocidade
mecanística, leis de velocidade aparente, leis de velocidade mecanística com movimento e leis de
velocidade aparente com movimento (Skopp, 1986).
A lei de velocidade mecanística, situação na qual o movimento dos reagentes é ignorado (Skopp,
1986), tem por objetivo determinar a lei de velocidade fundamental correta. Assim, de acordo com
Sparks (1989), dada a equação elementar entre as espécies A, B e C (Eq. 2). A lei de velocidade da
reação direta, denominando k1 de constante de velocidade direta, pode ser expressa pela Eq. 3. E a lei
de velocidade da reação inversa, denominando k-1 de constante de velocidade inversa é dada pela
Eq.4. Para a cinética química ser aplicada, as equações 3 e 4 devem ser válidas e a equação 2 tem de
ser obrigatoriamente uma reação elementar. Para verificar se Eq. 3 e Eq. 4 são válidas, deve ser
conduzido um experimento sob condições diferentes daquele na qual a reação química foi estabelecida.
Assim, por exemplo, se em um experimento de fluxo for observado que os valores de k1 e k-1 são
diferentes quando se modifica o fluxo, as condições pressupostas na lei de velocidade mecanística não
são válidas. Sob essas condições, a reação está sendo descrita por leis de velocidade aparente, ou
seja, ocorre cinética química e movimento, e os coeficientes de velocidade são denominados, então, de
coeficientes de velocidade aparente, k’1 e k’-1, respectivamente. A determinação das reações químicas
no solo por leis de velocidade mecanística é de difícil realização devido à heterogeneidade das
propriedades do solo e à limitações metodológicas (Sparks, 1989).
k
A  2B
1
®
¬
k
-1
Y
(Eq.2)
d [ A]
 - k1[ A][ B]2 (Eq.3)
dt
d [Y ]
  k -1[Y ] (Eq.4)
dt
As leis de velocidade aparente também fornecem importantes informações relativas ao tempo de
reação (Sparks, 1986) e, nesta situação, não é necessário que se prove que apenas reações
elementares estejam ocorrendo (Skopp, 1986). Esta lei indica que está ocorrendo difusão ou outro
tipo de movimento que altera a lei de velocidade, isto é comum sob condições de agitação, de
mistura e de fluxo (Sparks, 1986). Outro ponto importante, é que as Eq. 3 e Eq. 4 só podem ser
aplicadas para tempos bem anteriores ao equilíbrio químico. Sparks (1986) explica que, em estudos
de adsorção, próximo ao equilíbrio a reações direta e inversa ocorrem simultaneamente e, nessa
situação, a Eq. 3 assume a forma da Eq. 5., ou seja, a velocidade líquida da reação é dada pela
diferença entre a soma se todas as reações inversas e a soma de todas as reações diretas. Nesta
situação, o emprego de isótopos estáveis se constituiria em poderosa ferramenta no estudo da
adsorção e dessorção no solo.
Os principais métodos para se determinar as leis de velocidade e as constantes de velocidade são
(Skopp, 1986; Sparks, 1989): a) verificação da velocidade inicial, b) integração direta da equação de
velocidade e análise gráfica dos dados, e c) técnicas com equações não lineares, baseadas nos
quadrados mínimos. Dentre as equações de velocidade mais empregadas temos as de ordem zero,
um, dois, três e equações de ordem superior ou fracionária, equações com duas constantes de
velocidade, equação Elovich, equação parabólica de difusão e equação em potência.
d [ A]
 - k1[ A][ B]2  k -1[Y ]
dt
(Eq.5)
Especiação química na fase líquida: modelos de equilíbrio químico são resolvidos por
programas de computadores (adaptados dos modelos de complexação de superfície utilizados
em adsorção), dos quais se destacam o GEOCHEM-PC, SOILCHEM, MINTEQA2 e HYDROQL
(Goldberg, 1995; Matitigod & Zachara, 1996).
Diluição Isotópica com Isótopos Estáveis:
A solução é sistematizada considerando que um produto final será formado a partir de um
substrato A, contendo o elemento de interesse com abundância isotópica natural, e de outro
substrato B, onde o elemento estará presente com abundância isotópica alterada. A
quantidade de um determinado elemento no produto final derivado do substrato B (QXPsb) e a
quantidade do elemento no produto final derivado do substrato A (QXPsa) são dadas pelas
duas equações Eq. 6 e Eq.7, respectivamente.
onde: QXP é quantidade do elemento no produto final e δp, δsa, e δsb são as abundâncias do
isótopo (frações isotópicas) no produto final, no substrato A e no substrato B, respectivamente.
Por exemplo, o solo e raiz, folha, ramos e sementes de planta podem ser considerados como
substrato A e o adubo contendo o isótopo, como substrato B. Deste modo, a transferência do
elemento para o solo e planta poderá ser determinada a partir do fator QXPsb.
QXPs b
æ d p - d Sa ö
÷ ´ QXP (Eq.6)
 çç
÷
d
s
d
s
aø
è b
QXPs a  QXP - QXPs b (Eq.7)
Aplicação Prática 2:
RADIOINUCLÍDEOS 109Cd, 63Ni, 210Pb E 65Zn EM ESTUDOS DE ADSORÇÃO E
FITODISPONIBILIDADE DE METAIS PESADOS EM SOLOS TRATADOS COM
BIOSSÓLIDO
A gestão de resíduos urbanos orgânicos (biossólido/lodo gerado pelo tratamento de esgotos)
tem-se apresentado como um desafio para a sociedade, persistindo dúvidas sobre as
conseqüências do seu uso agrícola para o ambiente e saúde humana, devido à presença de
metais pesados, com destaque para o cádmio (Cd), níquel (Ni) e chumbo (Pb), pela toxicidade
intrínseca. Outros metais, como zinco (Zn), são micronutrientes de planta, de microorganismo e
de animal, mas em quantidades excessivas resultam em efeitos tóxicos. O uso de
radionuclídeos, como técnica de alta precisão e sensibilidade analítica, permite a obtenção de
informações sobre a origem e o destino de íons metálicos no sistema solo-planta, que não
poderiam ser obtidas por meios convencionais. O uso de radionuclídeos de metais pesados
(109Cd, 63Ni, 210Pb e 65Zn) pode constituir importante ferramenta para a avaliação de impactos
ambientais da aplicação de biossólido no solo. Serão realizados dois experimentos em casa de
vegetação, no Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), com o objetivo principal
de desenvolver e aplicar metodologia com os radionuclídeos 109Cd, 210Pb e 65Zn, e 63Ni,
respectivamente, para se determinar a cinética de adsorção-dessorção destes metais em solos
e suas transferências para os vegetais, em decorrência da aplicação de biossólido. Estabelecerse-ão modelos para predizer a capacidade máxima de carga de metais que o solo pode receber,
quando da aplicação do biossólido, sem que ocorram efeitos adversos, gerando subsídios para
a verificação dos limites propostos pela legislação. A metodologia a ser usada permitirá que se
atinjam os objetivos almejados, através da alteração da razão isotópica dos metais de interesse
no solo e na planta e sua correlação com as variáveis de adsorção-dessorção de solo, com a
mínima perturbação das condições naturais do sistema solo-planta, ou seja, sem aumento
significativo dos teores naturais de Cd, Ni, Pb e Zn no solo.
Aplicação Prática 3:
TÉCNICAS NUCLEARES PARA AVALIAÇAO DE IMPACTO AMBIENTAL POR
FERTILIZANTES
A atual legislação brasileira de fertilizante estabelece que os micronutrientes sejam garantidos pelos
seus teores totais no produto comercializado. Este fato, pode possibilitar a comercialização de
fertilizantes a base de produtos não considerados como fontes de micronutrientes, com baixa
eficiência agronômica e/ou contendo elementos tóxicos. Adubos fosfatados, lodos de esgotos e
compostos de lixo urbano também podem conter metais pesados. O desafio é produzir alimentos
saudáveis para uma população crescente e a inserção no exigente subsidiado mercado internacional.
Assim, vislumbrado eficiência agronômica adequada de micronutrientes e o mínimo impacto ambiental
por metais tóxicos e outros elementos, seria desejável que a legislação estabelecesse limites de
teores total e solúvel, dos elementos contidos nos fertilizantes e os associasse às doses de aplicação.
Propõem-se, neste projeto: 1) caracterizar a composição química e a solubilidade de micronutrientes
(B, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn), metais tóxicos e terras raras (As, Au, Ba, Br, Cd, Co, Cr, Eu, Hg, La, Ni, Pb,
Rb, Sb, Sc, Se, Sm, Ta, Th, Ti, U, V e W) contidos em fertilizantes minerais (fosfatados e
micronutrientes) e orgânicos (lodo de esgoto/biossólido e composto de lixo), empregando extratores
químicos, e 2) avaliar a fitodisponibilidade desses elementos em dois experimentos com plantas-teste
de arroz, conduzidos em laboratório (com sílica em placa de Petri) e em casa de vegetação (com terra
em vaso). A solubilidade dos elementos contidos nos fertilizantes será avaliada através do uso de
água, DTPA, ácido cítrico e citrato neutro de amônio. Definir-se-á a capacidade dos extratores
químicos em avaliar a disponibilidade dos elementos contidos nos fertilizantes pela análise de
correlação simples entre o teor obtido pelo extrator e o acúmulo do elemento na planta de arroz, ou
correlação múltiplas, com a inserção de variáveis das amostras de terra, como acidez, capacidade de
troca catiônica e teor de matéria orgânica. Para análises químicas, além dos métodos de rotina, serão
empregadas as técnicas analíticas nucleares de ativação neutrônica instrumental e de fluorescência
de raios X por dispersão de energia, pela vantagem de serem multielementares, simultâneas e não
destrutivas. Os ensaios com plantas e análises por fluorescência de raios X e de rotina serão
realizados no CENA, em Piracicaba, e as análises por ativação neutrônica, no IPEN/CNEN, em São
Paulo. .