Cadmium and lead adsorption in highly weathered tropical soils

O objetivo deste trabalho foi determinar a capacidade de adsorção de cádmio e de chumbo e avaliar a influência das propriedades dos solos sobre os parâmetros de adsorção desses elementos em solos tropicais altamente intemperizados. Foram utilizados quatro Latossolos e um Argissolo. Amostras de 1 g de solo foram agitadas por 16 horas, com soluções de CaCl2 0,01 mol L-1, às quais foram adicionadas 0, 10, 20, 30, 40, 60 e 80 μg mL-1 de cádmio e 0, 10, 20, 40, 60, 80, 100 e 120 μg mL-1 de chumbo na forma de nitrato. As quantidades adsorvidas foram determinadas mediante análise dos elementos no sobrenadante, e os dados foram ajustados às isotermas de Langmuir e de Freundlich. Os resultados experimentais ajustaram-se aos modelos estudados. A adsorção máxima de cádmio variou de 136 a 1.604 µg g-1 e a de chumbo, de 988 a 1.660 µg g-1. As energias de ligação variaram de 0,0036 a 0,0403 µg mL-1 e de 0,0282 a 1,0425 µg mL-1 para cádmio e chumbo, respectivamente. Os atributos dos solos correlacionados à adsorção de cádmio foram o pH e a capacidade de troca de cátions, e à adsorção de chumbo foram o pH e os níveis de óxidos de ferro e de alumínio.The aims of this work were to characterize the adsorption of cadmium and lead and to evaluate the influence of soil properties on adsorption parameters of these elements in highly weathered tropical soils. The experiment was performed in four Oxisols and one Ultisol. Soil samples (1 g) were mixed by shaking for 16 hours with 0.01 mol L-1 CaCl2 solutions, to which the following doses were added: 0, 10, 20, 30, 40, 60, and 80 μg mL-1 cadmium, and 0, 10, 20, 40, 60, 80, 100, and 120 μg mL-1 lead in the form of nitrates. The elements in the supernatant were analyzed to determine the adsorbed amounts, and the data were fitted to the isotherms of Langmuir and Freundlich. The experimental results were fitted well to the studied model. Maximum adsorption capacity values were between 136 and 1,604 μg g-1 for cadmium, and between 988 and 1,660 μg g-1 for lead, while binding energies were between 0.0036 and 0.0403 μg mL-1 for cadmium, and between 0.0282 and 1.0425 μg mL-1 for lead. The soil properties correlated to the adsorption of cadmium were pH and cation exchange capacity, and the ones correlated to lead were pH and the levels of iron and aluminum oxides

Utilização dos modelos de Langmuir e de Freundlich na adsorção de cobre e zinco em solos Brasileiros Langmuir and Freundlich models applied to copper and zinc adsorption in Brazilian soils

Resumo Objetivou-se com este trabalho estudar o processo de adsorção de cobre e zinco em seis solos naturais do Estado de Minas Gerais e avaliar a influência que propriedades dos solos, como pH, capacidade de troca de cátions, teores de argila e de óxidos de ferro exercem no referido processo. Para construção das curvas de adsorção de cobre e zinco foram tomados 1 g de solo, em triplicata, suspensos em 25 mL de solução contendo os metais individualmente na forma de nitrato, preparadas em CaCl 2 0,01 mol L -1 nas concentrações de 0 a 100 μg mL -1 e de 0 a 40 μg mL -1 , respectivamente. A quantidade adsorvida dos elementos foi determinada indiretamente pelas quantidades dos mesmos, determinadas no sobrenadante, após a adsorção e os dados ajustados à isoterma de Langmuir e de Freundlich. Os solos com maiores teores de argila, óxidos de ferro e de pH mais elevado (Latossolo Vermelho distrófico, Chernossolo Argilúvico Carbonático saprolítico e Cambissolo Háplico Tb eutrófico latossólico), foram os que apresentaram os maiores valores de energia de ligação e capacidade máxima de adsorção, obtidos das isotermas de Langmuir. Estes resultados indicam uma baixa disponibilidade desses metais quando presentes no solo como contaminantes. Isso pode ser entendido como condição favorável, à priori, de menor contaminação do lençol freático. Para o Plintossolo Pétrico concrecionário distrófico, Cambissolo Háplico Tb distrófico típico e Neossolo Quartzarênico órtico latossólico os metais tendem ficar menos retidos e ou mais fracamente retidos aos constituintes do solo, tornando-se mais disponíveis à lixiviação. Palavras-chave: Contaminação, retenção, Solo, pH, Argila. Abstract The objective of this work was to evaluate the adsorption of copper and zinc and the influence of soil properties, pH, cation exchange capacity, clay and iron oxide contents, in six natural soils of Minas Gerais State, Brazil. The copper and zinc adsorption curves were plotted for triplicate soil samples (1 g) suspended in 25 mL of solution containing the individual metals in nitrate form prepared in 0.01 mol L -1 CaCl 2 in concentrations from 0 to 100 μg mL -1 and 0 to 40 μg mL -1 , respectively. The amounts of adsorbed elements in the supernatant were analyzed and fitted to the Langmuir and Freundlich isotherms. The soils with higher clay and iron oxide contents and higher pH (mesoferric dystrophic oxisol, chernosol argiluvic haplic eutric cambisol and Tb) showed the highest adsorption capacit

Utilização dos modelos de langmuir e de freundlich na adsorção de cobre e zinco em solos brasileiros

Objetivou-se com este trabalho estudar o processo de adsorção de cobre e zinco em seis solos naturais do Estado de Minas Gerais e avaliar a influência que propriedades dos solos, como pH, capacidade de troca de cátions, teores de argila e de óxidos de ferro exercem no referido processo. Para construção das curvas de adsorção de cobre e zinco foram tomados 1 g de solo, em triplicata, suspensos em 25 mL de solução contendo os metais individualmente na forma de nitrato, preparadas em CaCl2 0,01 mol L-1 nas concentrações de 0 a 100 µg mL-1 e de 0 a 40 µg mL-1, respectivamente. A quantidade adsorvida dos elementos foi determinada indiretamente pelas quantidades dos mesmos, determinadas no sobrenadante, após a adsorção e os dados ajustados à isoterma de Langmuir e de Freundlich. Os solos com maiores teores de argila, óxidos de ferro e de pH mais elevado (Latossolo Vermelho distrófico, Chernossolo Argilúvico Carbonático saprolítico e Cambissolo Háplico Tb eutrófico latossólico), foram os que apresentaram os maiores valores de energia de ligação e capacidade máxima de adsorção, obtidos das isotermas de Langmuir. Estes resultados indicam uma baixa disponibilidade desses metais quando presentes no solo como contaminantes. Isso pode ser entendido como condição favorável, à priori, de menor contaminação do lençol freático. Para o Plintossolo Pétrico concrecionário distrófico, Cambissolo Háplico Tb distrófico típico e Neossolo Quartzarênico órtico latossólico os metais tendem ficar menos retidos e ou mais fracamente retidos aos constituintes do solo, tornando-se mais disponíveis à lixiviação.The objective of this work was to evaluate the adsorption of copper and zinc and the influence of soil properties, pH, cation exchange capacity, clay and iron oxide contents, in six natural soils of Minas Gerais State, Brazil. The copper and zinc adsorption curves were plotted for triplicate soil samples (1 g) suspended in 25 mL of solution containing the individual metals in nitrate form prepared in 0.01 mol L-1 CaCl2 in concentrations from 0 to 100 µg mL-1 and 0 to 40 µg mL-1, respectively. The amounts of adsorbed elements in the supernatant were analyzed and fitted to the Langmuir and Freundlich isotherms. The soils with higher clay and iron oxide contents and higher pH (mesoferric dystrophic oxisol, chernosol argiluvic haplic eutric cambisol and Tb) showed the highest adsorption capacity and copper and zinc binding energy, indicating the low availability of the contaminant load to the soil, which can be considered favorable to low contamination a priori. In high availability conditions in Cambisol, Plinthosol Petric concretionary dystrophic and orthic Quartzarenic Neosol latosol, the metals tend to be less adsorbed and/or more weakly retained to the soil constituents, being more prone to contamination

Use of Mass Spectrometry for the Determination of Formaldehyde in Samples Potentially Toxic to Humans: A Brief Review

The chemical characteristics of formaldehyde make it widely used and important in the global economy. It has applications in the health area and in various industrial sectors. However, formaldehyde is considered toxic substance and is classifed as a persistent organic pollutant. Direct and prolonged contact with formaldehyde can cause serious damage to the body and may even lead to death. It is classifed by several agencies as a human carcinogen and may exhibit mutagenic/teratogenic efects and/or damage the endocrine system. Various matrices have been found to contain formaldehyde at concentrations higher than those permited by global health regulatory agencies. To this end, mass spectrometry can provide a very useful tool, enabling the identifcation and quantifcation of formaldehyde. Although various analytical techniques can be used for the determination and quantifcation of volatile organic compounds, chromatography is one of the most widely used methods due to its precision. Coupled to a detection system such as mass spectrometry, it can be employed for the determination of compounds potentially toxic to humans, including formaldehyde. The purpose of this chapter is to summarize some recent and important studies concerning the quantifcation of formaldehyde using mass spectrometry as a powerful analytical tool

Mercury content in soils of southeastern Brazil without anthropogenic influence and its correlation with soil characteristics.

A correlação entre as características físicas e químicas do solo e o teor de mercúrio natural é importante para identificar aquelas que mais influenciam na retenção desse elemento nesses solos e sua distribuição nos diversos compartimentos ambientais. Esse estudo teve por objetivos determinar o teor de Hg de solos sem influência antropogênica e correlacionar esse teor com as características físicas e químicas dos solos. A relevância deste trabalho se deve ao fato que a maioria das pesquisas é focada em solos contaminados e, em caso de solos tropicais, as pesquisas são ainda mais escassas. As características físicas e químicas de diferentes solos de mata natural do Estado de Minas Gerias e de um solo do Estado do Rio de Janeiro foram correlacionadas com os teores naturais de Hg dos solos. O teor de Hg foi determinado empregando-se o analisador direto de Hg DMA-80. A faixa de concentração de Hg encontrada foi de 0 a 215 μg kg-1 com média de 81 μg kg-1. O teor de Hg dos solos correlacionou-se principalmente com o teor de argila e o pH do solo. Não houve correlação entre o teor de Hg e o de C. Para solos com teores mais altos de Hg e mesma textura, a capacidade de troca catiônica passa a ser uma variável importante.Correlation between physical and chemical characteristics of soils and their natural mercury content is important for identifying the parameters that most influence Hg retention in these soils and its distribution in different environmental compartments. The aim of this study was to quantify the Hg content of tropical soils without anthropogenic influence and correlate it with physical and chemical soil characteristics. The present study is relevant because most research focuses on contaminated soils and, in the case of tropical soils, research is even more limited. Therefore, different soils from natural forests of southeastern Brazil were characterized and the results of chemical and physical characterization were correlated with soil Hg content. Mercury content was determined through the direct Hg analyzer DMA-80. Mercury concentrations in soils were between 0 and 215 μg kg-1 and the average was 81 μg kg-1. Soil Hg content correlated mainly with the clay content and soil pH. There was no correlation between Hg content and C content. For soils with higher levels of Hg and the same texture, cation exchange capacity becomes an important variable

Accumulation and oxidation of elemental mercury in tropical soils.

The role of chemical and mineralogical soil properties in the retention and oxidation of atmospheric mercury in tropical soils is discussed based on thermal desorption analysis. The retention of gaseous mercury by tropical soils varied greatly both quantitatively and qualitatively with soil type. The average natural mercury content of soils was 0.08 ± 0.06 lg g 1 with a maximum of 0.215 ± 0.009 lg g 1. After gaseous Hg0 incubation experiments, mercury content of investigated soils ranged from 0.6 ± 0.2 to 735 ± 23 lg g 1, with a mean value of 44 ± 146 lg g 1. Comparatively, A horizon of almost all soil types adsorbed more mercury than B horizon from the same soil, which demonstrates the key role of organic matter in mercury adsorption. In addition to organic matter, pH and CEC also appear to be important soil characteristics for the adsorption of mercury. All thermograms showed Hg2+ peaks, which were predominant in most of them, indicating that elemental mercury oxidized in tropical soils. After four months of incubation, the thermograms showed oxidation levels from 70% to 100%. As none of the samples presented only the Hg0 peak, and the soils retained varying amounts of mercury despite exposure under the same incubation conditions, it became clear that oxidation occurred on soil surface. Organic matter seemed to play a key role in mercury oxidation through complexation/stabilization of the oxidized forms. The lower percentages of available mercury (extracted with KNO3) in A horizons when compared to B horizons support this idea

Utilização dos modelos de Langmuir e de Freundlich na adsorção de cobre e zinco em solos Brasileiros

<p>Objetivou-se com este trabalho estudar o processo de adsorção de cobre e zinco em seis solos naturais do Estado de Minas Gerais e avaliar a influência que propriedades dos solos, como pH, capacidade de troca de cátions, teores de argila e de óxidos de ferro exercem no referido processo. Para construção das curvas de adsorção de cobre e zinco foram tomados 1 g de solo, em triplicata, suspensos em 25 mL de solução contendo os metais individualmente na forma de nitrato, preparadas em CaCl<sub>2</sub> 0,01 mol L<sup>-1</sup> nas concentrações de 0 a 100 µg mL<sup>-1</sup> e de 0 a 40 µg mL<sup>-1</sup>, respectivamente. A quantidade adsorvida dos elementos foi determinada indiretamente pelas quantidades dos mesmos, determinadas no sobrenadante, após a adsorção e os dados ajustados à isoterma de Langmuir e de Freundlich. Os solos com maiores teores de argila, óxidos de ferro e de pH mais elevado (Latossolo Vermelho distrófico, Chernossolo Argilúvico Carbonático saprolítico e Cambissolo Háplico Tb eutrófico latossólico), foram os que apresentaram os maiores valores de energia de ligação e capacidade máxima de adsorção, obtidos das isotermas de Langmuir. Estes resultados indicam uma baixa disponibilidade desses metais quando presentes no solo como contaminantes. Isso pode ser entendido como condição favorável, à priori, de menor contaminação do lençol freático.</p>Para o Plintossolo Pétrico concrecionário distrófico, Cambissolo Háplico Tb distrófico típico e Neossolo Quartzarênico órtico latossólico os metais tendem ficar menos retidos e ou mais fracamente retidos aos constituintes do solo, tornando-se mais disponíveis à lixiviação