Crop yields and chemical alterations in soil treated with tannery waste and hexavalent chromium

O presente trabalho foi elaborado com o objetivo de avaliar o rendimento das culturas do trigo, alface e rabanete e as alterações químicas de um Latossolo resultantes da adição de resíduos de curtume e de crômio hexavalente. Microparcelas, constituídas por recipientes com 60 L de solo e mantidas em casa de vegetação, receberam os seguintes tratamentos: testemunha; calcário + NPK; lodo do decantador primário + PK; resíduo de rebaixadeira de couro + calcário + NPK; aparas de couro + calcário + NPK; Cr6+ + calcário + NPK ; Cr6+ + calcário + esterco bovino; calcário + esterco bovino. O lodo continha 8,5 g kg-1 de Cr e foi aplicado em dose correspondente a 8,8 t ha-1. O resíduo de rebaixadeira possuía 17,1 g kg-1 Cr e as aparas de couro, 19,4 g kg-1 Cr. Esses resíduos foram aplicados nas doses correspondentes a 4,4 e 3,8 t ha-1. As doses de Cr6+ (K2Cr2O7) e esterco bovino foram de 100 mg kg-1 e 20 t ha-1, respectivamente. A aplicação de lodo elevou o pH do solo de 5,1 para 5,8; os teores de N, de 1,26 para 1,51 g kg-1, e os teores de Ca, de 4,1 para 5,9 cmolc dm-3, proporcionando rendimentos das três culturas equivalentes aos obtidos com a aplicação de calcário + NPK. Os teores de crômio no solo e nas partes vegetativas das culturas nos tratamentos com aplicação dos resíduos de curtume variaram, respectivamente, de 40,7 a 71,2 e de 0,08 a 2,71 mg kg-1, sendo considerados normais. A adição de resíduo de rebaixadeira de couro ou das aparas de couro não reduziu os rendimentos das culturas e não alterou os teores de Cr do solo e das plantas. A adição de Cr6+ provocou um efeito tóxico nas plantas, sendo responsável pela diminuição do rendimento da cultura do trigo em 91 % e da cultura da alface em 86 %, quando comparadas ao tratamento Calcário + NPK. Este efeito foi diminuído com a adição de agentes redutores como o esterco bovino.This study was carried out in order to evaluate yields of wheat, lettuce and radish, as well as chemical changes in an Oxisoil due to the addition of tannery waste and hexavalent chromium. Microplots in a greenhouse, which consisted of 60 L plastic pots, received the following treatments: control; lime + NPK; primary tannery sludge + PK; chrome-tanned leather shavings + lime + NPK; finished leather shreds + lime + NPK; Cr6+ + lime + NPK; Cr6+ + lime + cattle manure; lime + cattle manure. The sludge contained 8.5 g kg-1 Cr and was applied at rates of 8.8 t ha-1. The leather shavings contained 17.1 g kg-1 and the shreds, 19.4 g kg-1 Cr. These wastes were applied at rates of 4.4 and 3.8 t ha-1, respectively. The Cr6+ (K2Cr2O7) and the cattle manure rates were 100 mg kg-1 and 20 t ha-1, respectively. Tannery sludge plus PK increased the soil pH (5.1 to 5.8), the soil N (1.26 to 1.51 g kg-1), and the soil Ca (4.1 to 5.9 cmolc dm-3) .Wheat, lettuce and radish yields in this treatment were similar to the ones obtained with lime plus NPK. Chromium concentrations in the soil and crops cultivated with tannery sludge varied from 40.7 to 71.2 and from 0.08 to 2.71 mg kg-1, respectively. These values were considered normal. Additions of chrometanned leather shavings and finished leather shreds did not decrease the crop yields or change Cr concentrations in soil or plants. Cr6+ applications caused an intoxication of the plants which provoked a yield drop in wheat and lettuce of 91 and 86 %, respectively, in comparison to lime plus NPK. The toxic effect of Cr6+ decreased when cattle manure was added

Concentrações de metais pesados em solos do Rio Grande do Sul

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Growth of carrot crop after application of tannery waste and coal mining in soil

Com a industrialização, a produção de resíduos tem aumentado durante os anos. Além disso, a disposição destes resíduos é uma posição discutida entre os órgãos ambientais. Em virtude disto, o objetivo foi estudar o efeito residual de adições sucessivas de resíduos de curtume e carboníferos sobre as propriedades químicas do solo e o acumulo de metais pesados nas plantas de cenoura. Os tratamentos aplicados a campo foram T1 = Controle, somente solo; T2 = Adubação com NPK + calcário para atingir pH 6,0; T3 = Lodo de curtume em quantidade adequada para atingir pH 6,0 + PK; T4 = Duas vezes a quantidade de lodo de curtume utilizada no tratamento 3 + PK; T5 = Resíduo carbonífero + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T6 = Resíduo carbonífero + lodo de curtume em quantidade adequada para atingir pH 6,0 + PK; T7 = Serragem cromada + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T8 = Cr mineral + lodo de curtume em quantidade adequada para atingir pH 6,0 + PK. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições por tratamento. A adição de cromo, tanto via mineral, quanto via resíduos não afetaram o crescimento da cenoura. Além disso, os teores encontrados na parte aérea, radicular, e córtex da raiz são considerados baixos, demonstrando um baixo potencial de contaminação destes resíduos.With the industrialization, waste production has been increased over the years. Moreover, the disposition of these wastes is a position discussed among environmental agencies. So, the aim of this study was to evaluate the residual effect of successive additions of tannery waste and coal on the chemical properties of the soil and the accumulation of heavy metals in carrot plants. The treatments were applied to field: T1 = Control, only solo; T2 = fertilization with NPK + lime to reach pH 6.0; T3 = tannery sludge in adequate quantity to achieve pH 6.0 + PK; T4 = Twice the amount tannery sludge used in treatment 3 + PK; T5 = waste coal + NPK + lime in adequate quantity to achieve pH 6.0; T6 = waste coal + tannery sludge in adequate quantity to achieve pH 6.0 + PK; T7 = Sawdust = chrome + NPK + lime in adequate quantity to reach pH 6.0; T8 = Cr + mineral tannery sludge in adequate quantity to achieve pH 6.0 + PK. The experiment was conducted in a completely randomized design, with three replicates per treatment. The results demonstrate that carrot plants grew normally in the treatments with high chromium concentrations, either addition with residues or mineral. Furthermore, the levels found in the shoots, roots and roots cortex were low, indicating a low potential of these waste contamination

Chromium contents linked to iron oxide at areas with tannery sludge disposal

O descarte de resíduos de lodo de curtume no solo tem sido um problema ambiental devido aos altos teores de cromo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica dos óxidos de ferro e os teores de cromo ligados a esses minerais em áreas de descarte de resíduos de curtume. Para isso, foram determinados os teores de ferro e cromo extraídos por oxalato de amônio dos óxidos de baixa cristalinidade e por ditionito-citrato-bicarbonato (DCB) dos óxidos cristalinos na fração argila do solo. Esses teores variaram entre 3,5 e 4,1 mg kg-1 nos tratamentos sem aplicação de lodo de curtume e entre 19,9 e 56,8 mg kg-1 nos com adição de lodo. Os teores de cromo extraídos dos óxidos cristalinos variaram entre 21,3 e 23,3 mg kg-1 nos tratamentos sem aplicação de lodo e entre 46,4 e 103,0 mg kg-1 nos com uso de lodo de curtume. A aplicação desse material proporcionou um aumento na relação do ferro extraído do óxido de ferro e o ferro extraído com o ditionito (Feo/Fed) dos óxidos da área de descarte, o que evidencia uma diminuição da cristalinidade dos óxidos. Foi encontrada uma redução na relação do ferro extraído com o ditionito e do cromo extraído com o ditionito (Fed/Crd), o que mostra a substituição do ferro pelo cromo nos óxidos, evidenciando uma troca isomórfica. Essa alteração pode ser uma alternativa para a retenção de cromo pelo solo com grande força.The tannery sludge disposal in the soil has been a serious environmental problem due to the high chromium concentrations. The aim of this study was to evaluate the iron oxides dynamic and chromium concentrations linked to these minerals in areas of tannery sludge disposal. So, concentration of iron and chromium extracted with ammonium oxalate from oxides with low crystallinity and with dithionitecitrate- bicarbonate from the crystalline oxides in the clay fraction was evaluated. The concentration of chromium extracted from the iron oxides with low crystallinity varied between 3.5 and 4.1 mg kg-1 in the treatments without application of tannery, and between 19.9 and 56.8 mg kg-1 in the treatments with tannery application. The concentration of chromium extracted from the crystalline oxides varied between 21.3 and 23.3 mg kg-1 in the treatments without application of tannery sludge, and between 46.4 and 103.0 mg kg-1 in the treatments with tannery. The application of tannery promoted an increase in the relation between the iron extracted from the iron oxides and the iron extracted with dithionite (Feo/Fed) and the oxides from the disposal area, which is an evidence of the oxide crystallinity decrease. A reduction was found in the relation between the iron extracted with dithionite and the chromium extracted with dithionite (Fed/Crd), what shows the substitution of the iron by chromium in the oxides, emphasizing an isomorphic substitution. This isomorphic substitution can be an alternative to maintain the chromium in the soil with strong retention

Electrochemical changes and nutrient dynamics in the solution of soil with rice irrigated with treated industrial leachate

A utilização de efluentes industriais tratados na irrigação do arroz por alagamento pode provocar alterações eletroquímicas e aumentar o teor de nutrientes na solução do solo. Para testar essa hipótese, este trabalho teve por objetivo avaliar a dinâmica dos atributos químicos e eletroquímicos da solução do solo sob cultivo de arroz irrigado com lixiviado industrial tratado, contendo 820 mg L-1 de Na. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, utilizando-se como unidades experimentais vasos preenchidos com 20 kg de solo, em delineamento experimental em blocos casualizados, com três repetições. Os tratamentos foram: controle (irrigação com água destilada) e quatro proporções do lixiviado (25, 50, 75 e 100 %). As coletas de solução do solo foram feitas semanalmente a partir do quarto dia após o início do alagamento (DAA) até 84 DAA. A solução do solo foi amostrada na profundidade de 10 cm e analisada para os principais nutrientes e o Na, bem como para a demanda bioquímica de oxigênio (DBO5), relação de adsorção de sódio (RAS), condutividade elétrica (CE) e potencial redox (EH). A irrigação com o lixiviado aumentou os teores de K, Ca, Mg, S, P, N-NH+ 4, N-NO− 3 e Na, assim como os valores de RAS e CE, para valores considerados prejudiciais para as plantas. Foi observada diminuição do potencial redox na solução do solo pela irrigação com lixiviado industrial tratado. Os teores de DBO5 e o N-NH+ 4 diminuíram com o tempo de alagamento. Em proporções menores que 25 %, o lixiviado industrial tratado pode aumentar os teores de nutrientes em solução sem causar interferência do Na para as plantas.The use of treated industrial wastewater in flood irrigation of rice may cause electrochemical changes and increase the nutrient content in the soil solution. To test this hypothesis, the aim of the present study was to evaluate the dynamics of the chemical and electrochemical properties of the soil solution under flooded rice irrigated with treated industrial leachate containing 820 mg L-1 of Na. The experiment was conducted in a greenhouse, using pots filled with 20 kg of soil in a randomized block design with three replications. The treatments were control (irrigation with distilled water) and four ratios of the leachate (25, 50, 75, and 100 %). Samples of soil solution were taken weekly from the fourth day after the start of flooding (DAF) until 84 DAF, The soil solution was sampled by means of 50 mm diameter PVC collectors at 10 cm depth, and analyzed for key nutrients and Na, as well as for biochemical oxygen demand (BOD), sodium adsorption ratio (SAR), electrical conductivity (EC), and redox potential (EH). Irrigation with leachate increased the levels of Ca, Mg, S, P, NH+ 4 -N, NO− 3-N and Na, as well as the values of the SAR and the value of EC, to levels considered harmful to plants. A decrease in EH was observed in the soil solution through irrigation with treated industrial leachate. The levels of BOD5 and NH+ 4 -N decreased with time of flooding. At proportions of less than 25 %, the treated industrial leachate can increase the levels of nutrients in the soil solution without Na reaching critical levels for plants

Efeito residual da aplicação de resíduos da atividade coureiro-calçadista no solo

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Chemical and biological cr6+ reduction in soil

Realizou-se um experimento em laboratório, com o objetivo de avaliar não só a redução do cromo hexavalente aplicado ao solo com ênfase ao efeito da aplicação de carbono orgânico, manganês divalente, mas também a participação da microbiota do solo. Utilizaram-se, como unidades experimentais, amostras de 50 g de um Argissolo, acondicionadas em sacos de polipropileno e incubadas durante 42 dias com calcário para elevar o pH a 6,0 (2,0 t ha-1 de CaCO3 + MgCO3 na proporção de 2:1), Cr6+, esterco bovino e Mn2+ nas doses de 20, 50 e 40 mg kg-1, respectivamente. Metade das amostras foi sujeita à esterilização por autoclavagem com o objetivo de eliminar a atividade biológica. A aplicação de esterco bovino e sulfato de manganês promoveu a total redução do cromo hexavalente para cromo trivalente (Cr6+ ® Cr3+) no solo, em 42 dias. Os modelos, quadrático e exponencial, foram os que melhor descreveram a cinética de redução com o tempo. A redução do Cr6+ foi estimulada pela atividade microbiana, sendo 16% maior em amostras de solo não esterilizadas, que continham esterco bovino, em comparação com as mesmas amostras esterilizadas por autoclavagem. Os resultados demonstraram que a descontaminação do solo que contém teores tóxicos de Cr6+ pode ser viabilizada tanto pela incorporação de adubo orgânico como pela manutenção de sua atividade biológica.A laboratory experiment was carried out to evaluate the hexavalent chromium reduction as affected by organic carbon amendment, Mn2+ and microbial activity. Samples of a Hapludult soil (50 g) were placed in plastic bags (50 g) and incubated during 42 days with lime (2.0 Mg ha-1), Cr6+, cattle manure(organic carbon) and Mn2+ in the doses of 20, 50 and 40 mg kg-1, respectively. Half the samples were sterilized by autoclaving to eliminate biological activity. Cattle manure and Mn sulfate amendment promoted a total soil hexavalent chromium reduction (Cr6+ ® Cr3+), during the 42-day period. The quadratic and exponential models were the best to describe the Cr6+ reduction with time. The microbial activity increased this reduction in 16%, in the cattle manure treatment without sterilization. The soil Cr6+ contamination may be eliminated by simple organic matter amendment and by maintaining biologic activity

Efeito residual da aplicação de resíduos da atividade coureiro-calçadista no solo

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