Fitodisponibilidade de cobre, níquel e zinco em um latossolo vermelho tratado com lodo de esgoto e calagem

Contents of heavy metal on agricultural soils have been raised by land applications of sewage sludge and may constitute a hazard to plants, animals and humans. A field experiment was carried out from 1983 to 1987, to evaluate the long-term effect of sewage sludge application, with and without liming, on heavy metal accumulation and availability in a Rhodic Hapludox soil grown with maize (HMD 7974 hybrid). Trials were set up in a completely randomized blocks design with four replications. Each block was split in two bands, one with and another without liming. The sludge was applied in each band at rates: 0, 20, 40, 60 and 80 Mg ha-1 (dry basis) in a single application; and 40, 60 and 80 Mg ha-1 split in two, three and four equal yearly applications, respectively. The soil was sampled for chemical analysis each year after harvest. Soil samples were analysed for Cu, Ni and Zn in extracts obtained with DTPA and Mehlich-3 solutions, and in extracts obtained by digestion with nitric-perchloric acid (total metal contents), using an inductively coupled plasma (ICP) spectrometer. In general, Zn, Cu and Ni concentrations in DTPA and Mehlich-3 extracts increased linearly with sludge application. Total Cu and Zn concentrations increased when sludge was applied, whereas total Ni concentrations were not affected. Both extractants were suitable to evaluate Cu and Zn availability to corn in the soil treated with sewage sludge. Liming reduced the DTPA extractability of Zn. DTPA-extractable Cu concentrations were not significantly affected by liming. Mehlich-3-extractable Cu and Zn concentrations increased with liming. Only DTPA extractant indicated reduction of Ni concentrations in the soil after liming.A reciclagem agrícola do lodo de esgoto tem provocado o acúmulo de metais pesados no solo e na água, podendo atingir níveis tóxicos e causar danos às plantas cultivadas, aos animais e ao homem, por meio da cadeia trófica. Foi desenvolvido um experimento, em condições de campo entre 1983 e 1987, onde foram avaliados os efeitos da aplicação de lodo de esgoto por quatro anos, com e sem calagem, sobre a acumulação e disponibilidade de metais pesados em um Latossolo Vermelho distrófico típico cultivado com milho (HMD 7974). O delineamento utilizado foi o de blocos completos ao acaso, com quatro repetições. Cada bloco foi dividido em duas faixas nas quais foram aplicados os tratamentos com e sem calcário, e em cada faixa foi aplicado o lodo nas seguintes doses: 0, 20, 40, 60 e 80 Mg ha-1 (material seco) de lodo de esgoto, em aplicação única; e as doses de 40, 60 e 80 Mg ha-1, parceladas em dois, três e quatro anos, respectivamente. A fitodisponibilidade dos metais foi avaliada pelos extratores DTPA e Mehlich-3. Os teores extraíveis de Cu, Ni e Zn no solo aumentaram linearmente com as doses de lodo de esgoto, para os dois extratores usados. A adição de lodo de esgoto elevou os teores totais de Cu e Zn, mas não afetou os teores de Ni no solo. Os extratores DTPA e Mehlich-3 foram igualmente eficientes na predição da fitodisponibilidade de Cu e Zn. A adição de calcário reduziu a extratabilidade de Zn-DTPA, não alterou a de Cu-DTPA e aumentou os teores de Cu e Zn extraíveis do solo por Mehlich-3. Somente o extrator DTPA mostrou a redução do teor de Ni extraível do solo com a adição de calcário

Isotermas de adsorção de Freundlich para o crômio (III) em Latossolos

Os impactos causados no ambiente pela aplicação de resíduos de curtume contendo crômio em solos agrícolas devem ser estudados detalhadamente para que se evite a contaminação da biota e das águas subterrâneas. A adsorção do crômio ao solo reveste-se de especial importância em estudos de movimentação de solutos, uma vez que, se a capacidade adsortiva de um solo for ultrapassada, o metal fica potencialmente disponível para ser lixiviado. Os objetivos deste trabalho foram verificar a adequação da Isoterma de Freundlich em descrever a adsorção do crômio em Latossolos; analisar o comportamento da adsorção do crômio considerando-se os diferentes solos e horizontes, bem como de alguns de seus atributos químicos e físicos, como teores de óxidos e textura, e analisar a influência do nível de pH dos horizontes A. Utilizaram-se amostras dos horizontes A e B de dois solos coletados no Estado de São Paulo, Brasil: a) LATOSSOLO VERMELHO ESCURO Eutroférrico (LVe) e b) LATOSSOLO VERMELHO AMARELO Distrófico (LVd). O pH das amostras do horizonte superficial foi alterado com adição de carbonato de cálcio para elevar a saturação por bases a 70%. Duas repetições de cada amostra foram agitadas com soluções contendo diferentes concentrações iniciais Co de crômio na forma de CrCl3: 0; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0; 10,0 e 50,0 mg L-1. Ajustaram-se isotermas de Freundlich (exponencial) para descrever a adsorção do crômio ao solo. O modelo de Freundlich conseguiu descrever satisfatoriamente o comportamento do crômio na maioria dos tratamentos utilizados. A adsorção do crômio foi maior no LVe em relação ao LVd e foi favorecida pela calagem. Não foi possível evidenciar diferença na adsorção de crômio entre os horizontes dos dois solos estudados.Environmental impacts caused by tannery waste application to agricultural soils must be studied to avoid biota and groundwater contamination. Soil chromium adsorption is very important, when the soil adsorptive capacity is exceeded and, potentially, the metals become available for leaching. The objectives of this study were to verify if the isotherm of Freundlich describes adequately the chromium adsorption by Oxisols, to study chromium adsorption considering different soils and horizons, as well as some chemical and physical attributes, and to evaluate the influence of the pH level on chromium adsorption. Samples of the A and B horizons of two soils were collected in the São Paulo State - Brazil: a) Typic Eutrorthox (LVe) and b) Typic Haplorthox (LVd). The pH alteration of the surface horizons was performed with the addition of calcium carbonate to reach 70% base saturation. Samples were shaken with CrCl3 solutions (prepared in Ca(NO3)2 5 mmol L-1 as the support electrolyte) of different initial chromium concentrations Co: 0; 0.5; 1.0; 2.5; 5.0; 10.0 and 50.0 mg L-1, using two replicates for each treatment. Freundlich isotherms were adjusted to describe the chromium adsorption by the soil. This isoterm fitted well to the experimental data. Chromium adsorption was higher in the Typic Eutrorthox than in the Typic Haplorthox. The adsorption was also favored by liming in both soils. There was no difference between chromium adsorption by the two horizons of the soils

Nitrate adsorption in variable charged soils

O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento adsortivo do nitrato em relação às modificações da carga líquida do solo decorrentes da adição de ácidos, bases (carbonatos), fosfato e sulfato. Foram utilizadas amostras dos horizontes A e B de dois solos: Latossolo Vermelho acriférrico e Nitossolo Vermelho eutrófico. Para verificar o comportamento adsortivo do nitrato em relação aos tratamentos, ajustaram-se isotermas de adsorção de Freundlich (exponencial). O modelo de Freundlich descreve satisfatoriamente a adsorção do nitrato ao solo em todos os tratamentos. Existe correlação significativa entre o pH e a carga líquida dos solos, considerando-se os tratamentos aplicados ao horizonte B do Latossolo Vermelho. A adsorção do nitrato nos horizontes A e B comporta-se de maneira diferenciada nos dois solos utilizados. No Latossolo Vermelho, a adsorção é maior no horizonte subsuperficial em relação ao superficial. No Nitossolo Vermelho, a adsorção é maior no horizonte superficial em relação ao subsuperficial. As adições de sulfato e de fosfato ao solo resultam em pequena diminuição na adsorção de nitrato em relação ao observado no horizonte B do Latossolo Vermelho acriférrico.The objective of this work was to assess the adsorptive behavior of nitrate due to net charge (pH) modifications caused by the addition of acids, bases (carbonates), phosphate and sulfate. Samples of A and B horizons of two soils: an Ustox and an Ustalf . Freundlich isotherms were adjusted in order to verify the influence of the different treatments. The Freundlich model fits well to experimental data. There is significance correlation between pH and net charge for the soils, considering the treatments applied to the B horizon of the Ustox soil. Nitrate adsorption in the A and B horizons is different for the two soils. In Ustox soil, adsorption is greater in subsuperficial than in superficial horizon. In Ustalf soil, adsorption is greater in the superficial horizon than in the subsuperficial one. Sulfate and phosphate additions result in little reduction on the nitrate adsorption comparing to the Ustox B horizon

Movimentação de nitrato em horizonte superficial e subsuperficial de Latossolo e Nitossolo com cargas variáveis

The objective of this work was to evaluate nitrate movement on soil columns considering mainly, total amount recovered, fit among experimental and model‑predicted transposition curves, and model‑obtained retardation factors. Samples of A and B horizons of Udox and Udult soils were used. A leaching experiment was carried out considering the miscible displacement theory, using 100 mL of a 10-mmol L-1 KNO3 solution as pulse. The amounts of nitrate leached and recovered in the columns for Udox and Udult soils in horizons A and B varied from 0.405 to 1.432 mmol L-1. There was significant (p<0.05) correlation between experimental and model-predicted curves for columns Udult-A, Udult-B and Udox-B. The mathematical model used is suitable for predicting nitrate lixiviation in B-horizon columns in Udox and Udult soils. The retardation factor was greater than 1.0 in the soil columns with good fit among experimental and predicted data, which indicates that the nitrate movement is delayed in comparison to the advance of the soil wetting front.O objetivo deste trabalho foi avaliar a movimentação de nitrato em colunas de solo considerando-se, principalmente, a quantidade total recuperada, o ajuste entre as curvas de transposição experimental e predita por um modelo matemático e os fatores de retardamento obtidos pelo modelo. Foram utilizadas amostras dos horizontes A e B de um Latossolo Vermelho acriférrico e de um Nitossolo Vermelho eutrófico (LV‑A, LV‑B, NV-A e NV-B). O experimento de lixiviação foi conduzido tendo em vista a teoria do deslocamento miscível, utilizando como pulso 100 mL de KNO3 10 mmol L-1. As quantidades lixiviadas de nitrato e recuperadas nas colunas, para os solos NV e LV nos horizontes A e B, variaram de 0,405 a 1,432 mmol L-1. Houve correlação significativa (p<0,05) entre as curvas experimentais e as ajustadas pelo modelo para as colunas NV‑A, NV‑B e LV-B. O modelo matemático utilizado é adequado para prever a lixiviação de nitrato em colunas do horizonte B dos solos Nitossolo Vermelho Eutrófico e Latossolo Vermelho Acriférrico. Nas colunas dos solos com bom ajuste entre dados experimentais e preditos, o fator de retardamento é maior do que 1, o que indica que a movimentação do nitrato é retardada em relação ao avanço da frente de molhamento do solo

Aplicação de lodo de esgoto em solos agrícolas: efeitos na enxurrada e no carreamento de metais

The use of sewage sludge in agricultural soils as a macro and micronutrient source and as a soil conditioner has been one of the alternatives for its disposal. However, sewage sludge contains trace metals, which are potential sources of pollution. The goal of this study was to evaluate the effect of sewage sludge application on surface water contamination through runoff when it was applied in a soil cultivated with corn. The effect of sludge application on the concentration and load of copper, nickel and zinc and the volume of runoff water and sediment were evaluated. The experiment was set up in plots used to study erosion losses in Campinas, Sao Paulo State, Brazil. The soil is a clayey Rhodic Hapludox. Three treatments were studied: no sewage sludge, sewage sludge to supply the N required by the crop and twice that amount, with four replications. The water and sediment lost by runoff were measured after each rainfall, and sampled for chemical analysis. The volumes of water and sediment lost by runoff decreased after sewage sludge application. The waste application increased trace metal concentration in the runoff water and sediment, especially zinc, which was present in high concentration in the sewage sludge used. Nevertheless, the load of trace metals transported from the plot was mostly dependent on the total runoff volume. Most of the Cu, Zn and Ni losses were via sediment, and occurred in a few highly erosive rainfall events in the period studied.O uso de lodo de esgoto em solos agrícolas como fonte de macro e micronutrientes e como condicionador de solos tem sido uma das alternativas para sua disposição final. O lodo de esgoto, entretanto, contém metais que são potencialmente fonte de poluição. Estudou-se o efeito da aplicação de lodo de esgoto na contaminação de águas superficiais por meio da enxurrada proveniente de solo agrícola cultivado com milho. O efeito da aplicação do lodo na concentração e no carreamento de cobre, níquel e zinco e no volume de enxurrada e sedimentos foi avaliado. Os tratamentos foram aplicados em parcelas utilizadas para estudos de perdas por erosão em Campinas, São Paulo, Brasil. O solo era um Latossolo Vermelho férrico argiloso. Os três tratamentos foram: sem lodo, com lodo para suprir o N requerido pela cultura e duas vezes essa quantidade, com quatro repetições. A água e o sedimento perdidos pela enxurrada eram medidos na manhã seguinte de cada chuva e amostrados para análise química. Os volumes de água e de sedimentos perdidos por enxurrada diminuíram com a aplicação do lodo. A aplicação do resíduo aumentou a concentração de metais na água e no sedimento, especialmente do zinco que estava presente em alta concentração do lodo de esgoto utilizado. Entretanto, a carga de metais transportados das parcelas foi dependente principalmente do volume total de enxurrada. A maior parte das perdas de Cu, Ni e Zn foi via sedimento e ocorreu em alguns poucos eventos de alta erosividade no período de estudo

Phosphorus Sorption and Redistribution on Soil Solid Phase in a Brazilian Haplorthox Amended with Biosolids

Land application of biosolids (SS) can cause a buildup of phosphorus (P) in the top soil. The changes in the soil P characteristics may be assessed by the sorption isotherm and the sequential fractionation techniques. Samples of Haplorthox were collected from a field experiment where maize was cultivated for two years, after two applications of SS originated from two cities of São Paulo State, Brazil. SS applications added a total of 125, 250, 500, 1000 and 2000 kg ha−1 of P in the area. To perform the sorption isotherms and obtain P maximum sorption capacity (Qmax) and the binding energy, soil samples were submitted to increasing P concentration solutions until equilibrium was reached. Sequential fractionation was done by a sequential extraction with CaCl2, NaHCO3, NaOH, HCl, and HNO3 + HClO4 (residual). Addition of biosolids from both cities to the soil decreased Qmax and the binding energy obtained by the Langmuir equation. SS additions changed the P fractions distribution in the soil by increasing the labile fractions (P-CaCl2 and P-NaHCO3) and the moderately labile fraction (P-NaOH) by 11.2% and 20.3%, respectively, in detriment of the most resistant P fraction

DESSORÇÃO DE P DE SEDIMENTOS PROVENIENTES DE LATOSSOLO TRATADO COM LODO DE ESGOTO

A erosão de solos tratados com lodo de esgoto promove o transporte de sedimentos ricos em matéria orgânica e nutrientes, dentre eles o P, para corpos dágua. A liberação do P destes sedimentos pode proporcionar a eutrofização dos ambientes aquáticos, diminuindo a qualidade da água. Neste trabalho foi realizada a incubação de sedimentos de Latossolo tratado com lodo de esgoto em meio aquático isolado da atmosfera. A incubação dos sedimentos proporcionou a criação de um ambiente com potencial redox em torno de +/- 100 mV e foi observada a liberação de até 2 mg.L-1 de PTotal na solução de incubação, o que implica numa possível eutrofização dos corpos aquáticos que receberem sedimentos deste tipo em grande quantidade

Nitrogen mineralization in soils treated with tannery sludge

O objetivo deste trabalho foi avaliar, em laboratório, a mineralização líquida do N orgânico de dois lodos de curtume em solos. Um Latossolo Vermelho acriférrico e um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico receberam quatro doses de cada lodo (0, 595, 1.190 e 1.785 kg ha-1 de N): do efluente de caleiro (LCL), com concentração baixíssima de crômio e do decantador primário (LCR), com 17 g kg-1 de Cr. As misturas solos+lodos foram lixiviadas após incubação por períodos crescentes até 132 dias em colunas de percolação. Um modelo cinético de primeira ordem descreveu a mineralização líquida do N (R2 = 0,967** a 0,998**). Aplicações de LCR, em comparação às de LCL, diminuíram a porcentagem acumulada do N mineralizado proveniente do lodo (médias de 4 e 35,5%), reduziram o valor da taxa constante de mineralização (médias de 0,0048 e 0,028 dia-1) e aumentaram substancialmente o tempo de meia-vida (T1/2) (variação de 100 a 267 e de 19 a 29 dias), o que indica inibição da mineralização do N, possivelmente em decorrência das elevadas concentrações de Cr daquele lodo. Uma análise detalhada das curvas de mineralização com a aplicação de LCR apontou a existência de três fases, que provavelmente representam adaptações sucessivas da microbiota a diferentes frações recalcitrantes do lodo.The objective of this work was to evaluate nitrogen mineralization in two tannery sludges in soils. A Rhodic Acrustox and a Typic Haplustox received four levels of each sludge (0, 595, 1,190 and 1,785 kg ha-1 N): a liming sludge (LCL), comprising very low chromium contents and a primary sludge (LCR), with 17 g kg-1 Cr. Soil-sludge mixture was placed in percolation tubes and periodically leached after incubation up to 132 days. First order kinetic model described the nitrogen net mineralization (R2 = 0.967** to 0.998**). Compared to LCL, the addition of LCR caused a decrease in the percentages of the accumulated mineralized nitrogen from sludges (averages 35.5 and 4.0%, respectively), a decrease in the mineralization rates constants (averages 0.028 and 0.0048 day-1) and substantially increased the T1/2 (ranging from 267 to 100 and from 29 to 19 days), indicating N mineralization inhibition, possible due to the high chromium content of that sludge. A detailed analysis of mineralization curves with LCR applications pointed that there are three phases that probably represent successive adaptations of the microbiota to different recalcitrant fractions

P desorption of sediments derived from oxisol treated with sewage sludge

FAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOA erosão de solos promove o transporte de sedimentos ricos em matéria orgânica e nutrientes, dentre eles o P, para corpos d’água. A liberação do P destes sedimentos pode proporcionar a eutrofização dos ambientes aquáticos, diminuindo a qualidade da água.362251257FAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO06/61118-5,155248/2006-

Fluorescência induzida por laser da matéria orgânica de um Latossolo brasileiro tratado com lodo de esgoto

A aplicação do lodo de esgoto é utilizada como alternativa de conservação e manutenção da fertilidade dos solos sem prejudicar o ecossistema. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência da aplicação de lodo de esgoto sobre a matéria orgânica (MO) de um Latossolo vermelho amarelo brasileiro, através da fluorescência induzida por laser (LIF). A LIF foi utilizada para analisar a fluorescência do solo intacto e suas frações químicas e físicas. Houve grande contribuição da fração humina à fluorescência do solo intacto, remarcando a importância de estudar a matéria orgânica (MO) associada à matriz mineral do solo. Para cada fração granulométrica foram obtidos espectros com diferentes perfis, indicando diferenças nos compostos orgânicos a elas ligados. A fração 2-20 µm, que apresentou maior conteúdo de carbono (~5%), representa somente 10% do solo mas acumula 34-39 % do conteúdo total de carbono do mesmo e mostrou a maior intensidade de fluorescência. O espectro desta fração mostra sua heterogeneidade e alta concentração de compostos cuja fluorescência é centrada nos 510 nm, o que indica alta concentração de sistemas com ligações insaturadas, com alto grau de ressonância e maior conjugação do sistema de eletrons pi, indicando maior aromaticidade quando comparado as outras frações. Não foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos de lodo de esgoto. A LIF é uma técnica promissora para caraterizar a MO de solos intatos, permitindo estudar sua distribuição na matriz mineral do solo, inclusive nos Latossolos.Sludge applications have been used to maintain fertility of agricultural soils without damaging the natural ecosystem. The aim of this study was evaluating the influence of sewage-sludge addition on the quality of organic matter (OM) of a Brazilian Oxisol by Laser Induced Fluorescence (LIF). LIF was used to analyze OM of whole soil and different soil fractions separated by chemical and physical methods. The high fluorescence contribution of humin fraction to the fluorescence of whole soils was shown, stressing the importance of studying OM associated to mineral matrix of soil. Spectra with different shapes were obtained for every particle size fraction, indicating differences in organic compounds bounded to them. The fraction with the higher carbon content was the 2-20 µm, that contains ~5% C and represents only 10% in soil, but stores 34-39 % of total C and shows the highest fluorescence intensity. The spectrum of this fraction shows its heterogeneity and a higher concentration of compounds which fluorescence is centered at 510 nm. This indicates a higher concentration of unsaturated bond systems capable of high degree of resonance, increased conjugation of the electron pi system, and higher aromaticity comparing with other fractions. No differences were detected for treatments of sewage-sludge applications. LIF spectroscopy is a promising technique for OM studies in whole soils, allowing to study spatial distribution of OM within the soil's mineral matrix, including Oxisols