Zinc adsorption in highly weathered soils

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do pH e da força iônica sobre a adsorção de zinco, em três solos altamente intemperizados, com predomínio de cargas variáveis. A partir de experimentos tipo "batch", foram elaboradas isotermas de adsorção, com quantidades crescentes de Zn (0–80 mg L-1), e envelopes de adsorção foram feitos pela reação de amostras de terra com soluções de Ca(NO3)2 0,01, 0,1 e 1 mol L-1 e 5 mg L-1 de Zn, submetidas a variações de pH (3–8). A força direcional da reação de adsorção de Zn foi estimada pela energia livre de Gibbs e pelo fator de separação. As isotermas foram do tipo C, H e L, e os resultados experimentais ajustaram-se ao modelo de Langmuir. A adsorção máxima variou de 59 a 810 mg kg-1, e o coeficiente de afinidade foi maior em subsuperfície (0,13–0,81 L kg-1) do que em superfície (0,01–0,34 L kg-1). A adsorção de Zn foi favorável e espontânea, e mostrou nítido aumento (20–90%) no intervalo de pH entre 4 e 6. Não houve efeito da força iônica nos valores de pH abaixo de 5, o que indica o predomínio de mecanismos de adsorção específica na faixa de pH 3–5. Acima de pH 5 e no subsolo, o Zn foi adsorvido por mecanismos eletrostáticos, já que foi observado efeito da força iônica. Apesar dos efeitos da profundidade e da força iônica, a adsorção de Zn depende principalmente do pH.The objective of this work was to assess the effects of pH and ionic strength upon zinc adsorption, in three highly weathered variable charge soils. Adsorption isotherms were elaborated from batch adsorption experiments, with increasing Zn concentrations (0–80 mg L-1), and adsorption envelopes were constructed through soil samples reactions with 0.01, 0.1 and 1 mol L-1 Ca(NO3)2 solutions containing 5 mg L-1 of Zn, with an increasing pH value from 3 to 8. Driving force of reaction was quantified by Gibbs free energy and separation factor. Isotherms were C-, H- and L-type and experimental results were fitted to nonlinear Langmuir model. Maximum adsorption ranged from 59–810 mg kg-1, and Zn affinity was greater in subsoil (0.13–0.81 L kg-1) than in the topsoil samples (0.01–0.34 L kg-1). Zinc adsorption was favorable and spontaneous, and showed sharply increase (20–90%) in the 4–6 pH range. No effect of ionic strength was observed at pH values below 5, because specific adsorption mechanisms predominated in the 3–5 pH range. Above pH 5, and in subsoil samples, Zn was adsorbed by electrostatic mechanisms, since ionic strength effect was observed. Despite depth and ionic strength effects, Zn adsorption depends mainly on the pH

Adsorsão e coeficientes de distribuição de selênio em solos do Estado de São Paulo

A informação sobre a adsorção de selênio (Se) em solos da região tropical é restrita e existem poucos parâmetros numéricos disponíveis para a definição de estratégias de remediação de áreas contaminadas. Os objetivos deste trabalho foram: avaliar a retenção de Se por amostras superficiais (0-0,2 m) de 30 solos representativos do Estado de São Paulo, pela quantificação de parâmetros de adsorção (Kd, Koc, Adsmáx, KL, Kf e n); gerar modelos de regressão e correlacionar os atributos químicos e físicos dos solos com os parâmetros de adsorção. Os experimentos de adsorção de Se foram conduzidos de acordo com o método “batch”. Isotermas de adsorção foram construídas a partir dos resultados experimentais e comparadas com as isotermas ajustadas pelos modelos de Langmuir e de Freundlich. A adsorção de Se foi representada por isotermas tipo L (exponencial) e tipo C (linear) e a equação de Langmuir ajustou melhor os resultados de adsorção de Se do que a isoterma de Freundlich. Os valores médios dos parâmetros de adsorção foram: Kd = 133 L kg-1, Koc = 2927 L kg-1, Adsmáx = 976 mg kg-1, KL = 0,04 L kg-1, Kf = 46 L kg-1 e n = 0,45. Os valores de Kd estiveram correlacionados principalmente com os teores de argila (r = 0,72*), enquanto Kf se correlacionou com teores de argila (r = 0,67***) e de óxidos de Fe livres (FeDCB; r = 0,69***) e amorfos (Feox; r = 0,56**). Os demais parâmetros de adsorção de Se não apresentaram relação causa-efeito com os atributos dos solos. Na análise conjunta, os teores de FeDCB explicaram 60% da variação dos valores de Kd e 50% da variabilidade de Kf, enquanto os teores de argila responderam por 52% da variação dos valores de KL.Very limited information is available on selenium (Se) adsorption behavior in tropical soils and there are few numerical parameters related to the phenomena that can be used as references to take decisions on management strategies in contaminated areas. The objectives of this study were to evaluate Se adsorption in topsoil samples (0-0.2 m) from 30 representative soils of the State of São Paulo, Brazil, based on the quantitative adsorption parameters (Kd, Koc, Adsmax, KL, Kf and n) and on its correlation with chemical and physical soil attributes. Adsorption experiments were conducted according to batchwise method. Adsorption isotherms were elaborated from experimental results and compared with the isotherms fitted by Langmuir and Freundlich models. Selenium adsorption isotherms following L-type (exponential) and C-type (linear) pattern and Langmuir equation fitted well to the soil experimental results, when compared with Freundlich model. Arithmetic mean values for adsorption parameters were: Kd = 133 L kg-1; Koc = 2,927 L kg-1; Adsmáx = 976 mg kg-1; KL = 0.04 L kg-1; Kf = 46 L kg-1 and; n = 0.45. Distribution coefficient (Kd) was correlated with clay content (r = 0.72*), while Freundlich coefficient (Kf) was correlated with clay content (r = 0.67***) and with crystalline (r = 0.69***) and amorphous Fe oxyhydroxides (r = 0.56**). No consistent correlations were observed between soil attributes and Adsmaz, KL, n and Koc. In the joint analysis, crystalline Fe oxyhydroxides content explained 60% of the variation in Kd values and 50% of Kf variability, while clay content accounted for about 52% of the KL values.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Adsorção de selênio em latossolos Selenium adsorption in oxisols

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*).<br>Selenium (Se) retention by soil colloids is an important process to maintain the environmental quality. Little information is available on Se adsorption in highly weathered tropical soils, and there are few numerical parameters that can be used as references to aid on adoption management strategies in contaminated areas. Increasing amounts of Se (5, 10, 25, 50, 100 and 250 mg L-1), added as Na2SeO3, were equilibrated with samples of ten Brazilian Oxisols [three Typic Hapludoxes (TH-1, TH-2 and TH-3), two Rhodic Eutrudoxes (RE-1 and RE-2), two Xanthic Hapludoxes (XH-1 and XH-2), one Rhodic Hapludox (RH), one Rhodic Acrudox (RA) and one Anionic Acrudox (AA)]. Adsorption isotherms were obtained and the experimental results fitted to Langmuir and Freundlich models. The Langmuir equation fitted better to the experimental data than the Freundlich model. All isotherms had an L-type (exponential) shape, except for TH-1 and TH-2, which had a C-type (linear) shape. Selenium Ads max varied between 135 mg kg-1 (TH-3) and 2.245 mg kg-1 (XH-1) and the affinity constant (K L) varied from 0.002 (TH-2) to 0.326 L kg-1 (TH-3). Affinity constant (Kf) values between 13.7 (TH-2) and 180.1 L kg-1 (AA) were obtained from the Freundlich model. A high Se retention potential was observed on RH and on acric Oxisols (AA and RA), while qualitative parameters indicated RE-2, RH, TH-3 and RA as Oxisols with high Se affinity. No correlations were observed between soil attributes and Langmuir parameters. The Freundlich coefficient (Kf) correlated with clay content (r = 0.42*) and with anion exchange capacity (AEC) (r = 0.64*)