Background levels of some trace elements in weathered soils from the Brazilian Northern region Valores de referência de alguns elementos-traço em solos intemperizados da região Norte brasileira

Soils formed from the Barreiras Group sediments, located mainly along the coast of Brazil Northern and Northeastern regions, generally present low concentrations of iron oxides and total organic carbon, high quantities of quartz in the sand fraction, and kaolinitic clay mineralogy. The objective of the present study was to quantify the pseudo total concentrations of Cd, Co, Cu, Cr, Mn, Ni, Zn and Fe in Xhantic Udox and Xhantic Udult soils derived from these sediments. The reference sites were covered by native vegetation and located in the States of Pará and Amapá, Brazil. Multiple linear regression analysis was applied to determine correlations between soil parameters and the levels of these metals. The best correlation was obtained between Fe, Mn, clay, and silt contents, and Cd, Co, Cu, Zn, Cr, Ni. A correlation between pH and these metal levels was not found. Clay and sand contents showed a negative inverse correlation with the metal levels,of same magnitude but with a different sign; this was the reason for excluding one of the parameters in the regression model. In general, the contents of the elements were lower than those found in soils formed from other parent materials. The Mn content was included in the model of multiple linear regression for Cd and Co, due to its association with these last metals. Silt level showed to have a significant influence in the equations for Cr and Co, which is attributed to the presence of clay minerals and Fe and Mn oxides in ferruginous and clay aggregates of silt size. The equations obtained in this paper, are useful to predict, in general terms, the amounts of those heavy metals in an unknown soil sample, if the soil material were not contaminated or affected by land usage. Thus, they may be applied to evaluate soil contamination by the studied heavy metals.<br>Solos formados a partir de sedimentos do Grupo Barreiras apresentam, em geral, baixos teores de ferro, mineralogia caulinítica, elevadas quantidades de quartzo na fração areia e pequena quantidade de carbono orgânico. Determinaram-se os teores de Cd, Co, Cr, Ni e Zn extraídos com água régia, em bloco digestor, em Argissolos Amarelos e Latossolos Amarelos sob vegetação natural do Pará e Amapá. Regressão linear múltipla foi utilizada para correlacionar os parâmetros de solo e os teores desses metais. Melhores correlações foram obtidas entre Fe, Mn, argila, silte e Cd, Co, Cu, Zn, Cr, Ni. Não foi encontrada correlação entre o pH e os teores de metais. Argila e areia apresentaram correlação inversa com os metais, porém de mesma magnitude, sendo necessária a exclusão de uma delas no modelo de regressão. Em geral, os teores dos elementos estudados foram inferiores aos encontrados em solos formados a partir de outros materiais de origem. O Mn foi incluído no modelo de regressão linear múltipla do Cd e Co, em função de sua associação com esses metais. O silte foi significativo nas equações para Cr e Co, o que pode ser devido à presença de minerais de argila e óxidos de Fe e Mn em agregados ferruginosos e argilosos de tamanho silte. Estas equações podem ser úteis quando se deseja conhecer, em termos gerais, quais as quantidades que determinada amostra teria se o solo em questão não estivesse contaminado ou sujeito a uso antrópico, podendo ser utilizadas na avaliação da contaminação do solo por estes metais

Assessment of heavy metals in soils of a vineyard region with the use of principal component analysis Avaliação de metais pesados em solos de região de vinhedos com o uso da análise dos componentes principais

Agricultural management with chemicals may contaminate the soil with heavy metals. The objective of this study was to apply Principal Component Analysis and geoprocessing techniques to identify the origin of the metals Cu, Fe, Mn, Zn, Ni, Pb, Cr and Cd as potential contaminants of agricultural soils. The study was developed in an area of vineyard cultivation in the State of São Paulo, Brazil. Soil samples were collected and GPS located under different uses and coverings. The metal concentrations in the soils were determined using the DTPA method. The Cu and Zn content was considered high in most of the samples, and was larger in the areas cultivated with vineyards that had been under the application of fungicides for several decades. The concentrations of Cu and Zn were correlated. The geoprocessing techniques and the Principal Component Analysis confirmed the enrichment of the soil with Cu and Zn because of the use and management of the vineyards with chemicals in the preceding decades.<br>O manejo agrícola com agroquímicos pode levar a contaminação dos solos por metais pesados. O objetivo deste trabalho foi aplicar a Análise dos Componentes Principais e técnicas de geoprocessamento para identificar a origem dos metais pesados Cu, Fe, Mn, Zn, Ni, Pb, Cr e Cd como contaminantes potenciais em solos agrícolas. O estudo foi desenvolvido em uma área cultivada com vinhedos no Estado de São Paulo, Brazil. Amostras de solos foram coletadas e georeferenciadas por GPS sob diferentes usos e coberturas. As concentrações dos metais nos solos foram obtidas pelo método de extração com DTPA. As concentrações de Cu e Zn foram consideradas altas na maioria das amostras pesquisadas, sendo maiores nas áreas cultivadas com vinhedos sob aplicações de fungicidas por décadas. As concentrações de Cu e Zn apresentaram correlação. As técnicas de geoprocessamento e a Análise dos Componentes Principais indicaram enriquecimento do solo com Cu e Zn devido ao uso e manejo dos vinhedos com agroquímicos nas décadas anteriores

Mineralogical characterization of a highly-weathered soil by the Rietveld Method Caracterização mineralógica de um solo altamente intemperizado pelo Método de Rietveld

The mineralogical characterization through mineral quantification of Brazilian soils by X-ray diffraction data using the Rietveld Method is not common. A mineralogical quantification of an Acric Ferralsol from the Ponta Grossa region, state of Paraná, Brazil, was carried out using this Method with X-Ray Diffraction data to verify if this method was suitable for mineral quantification of a highly-weathered soil. The A, AB and B3 horizons were fractioned to separate the different particle sizes: clay, silt, fine sand (by Stokes Law) and coarse sand fractions (by sieving), with the procedure free of chemical treatments. X-ray Fluorescence, Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry, Infrared Spectroscopy and Mössbauer Spectroscopy were used in order to assist the mineral identification and quantification. The Rietveld Method enabled the quantification of the present minerals. In a general way, the quantitative mineralogical characterization by the Rietveld Method revealed that quartz, gibbsite, rutile, hematite, goethite, kaolinite and halloysite were present in the clay and silt fractions of all horizons. The silt fractions of the deeper horizons were different from the more superficial ones due to the presence of large amounts of quartz. The fine and the coarse sand fractions are constituted mainly by quartz. Therefore, a mineralogical quantification of the finer fraction (clay and silt) by the Rietveld Method was successful.<br>A caracterização mineralógica por meio da quantificação dos minerais presentes em solos brasileiros por difração de raios X usando o Método de Rietveld é, ainda, pouco comum. Neste trabalho foi realizada a quantificação mineralógica de um Latossolo Vermelho ácrico da região de Ponta Grossa, Paraná, Brasil, utilizando o Método de Rietveld com dados de Difração de Raios X e também verificado se o método foi adequado na quantificação mineral de um solo altamente intemperizado. Os horizontes A, AB e B3 foram separados fisicamente nas frações: argila, silte, areia fina (por meio da Lei de Stokes) e areia grossa (por peneiramento) sem qualquer tratamento químico. As técnicas de Fluorescência de raios X, Espectroscopia de Emissão Atômica com Fonte de Plasma Induzido, Espectroscopia de Infravermelho e Espectroscopia Mössbauer foram utilizadas para auxiliar na identificação e quantificação dos minerais. O Método de Rietveld possibilitou a quantificação dos minerais presentes nas frações argila e silte de todos os horizontes: quartzo, gibbsita, rutílio, hematita, goethita, caulinita e haloisita. Na fração silte os horizontes mais profundos são diferentes do mais superficial devido à presença de grandes quantidades de quartzo. As frações areia fina e grossa são constituídas principalmente de quartzo. Portanto, o Método de Rietveld foi adequado para quantificação dos minerais, principalmente, das frações mais finas (argila e silte)