Effect of the bentonite application on the cadmium mobility in an Argisol

Tito, Gilvanise Alves; Chaves, Lúcia Helena Garófalo; Guerra, Hugo Orlando Carvallo

doi:10.4136/ambi-agua.901

Abstracts

Aiming to evaluate the effect of doses of bentonite (0, 30 and 60 t ha-1) in the mobility of cadmium on an Argisol, tests of mobility in soil columns with different cadmium concentrations (50, 250 and 450 mg kg-1 of soil) and steady state flux, were conducted, determining its flux density and percolation velocity. The cadmium was dislocated by pulse, the solution containing the cadmium initially infiltrated into the soil for a given time period and afterwards the soil was lixiviated with distilled water. Leachates were collected every 10 minutes during 80 minutes of water percolation. The solutions percolated, expressed in pore volumes, were 6.33, 2.28 and 1.93 for the 0, 30 and 60 t ha-1 of bentonite, respectively, being one pore volume equal to 1.22 cm³. The concentration of cadmium was measured by atomic absorption spectrophotometry. At the end of the experiment, the columns were dismounted and the concentrations of cadmium in the soil at different depths (0-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm) were also determined. The results showed that the flux density and velocity of water percolation of the water solution were significantly reduced by the addition of bentonite to the soil. The levels of cadmium in the soil did not affect these mobility parameters. Increasing doses of bentonite favored the adsorption of cadmium in the soil.

heavy metal; miscible displacement; clay mineral

Objetivando-se avaliar o efeito da aplicação de doses de bentonita (0, 30 e 60 t ha-1) na mobilidade do cádmio num Argissolo, realizaram-se ensaios de mobilidade do referido metal em colunas de solo com diferentes concentrações de cádmio (50, 250 e 450 mg de kg-1de solo) submetidas a lixiviação num regime saturado, determinando-se a densidade do fluxo e a velocidade de fluxo. O cádmio foi deslocado por pulso, isto é, a solução contendo o cádmio inicialmente infiltrou no solo por um determinado tempo quando então a lixiviação foi continuada com água destilada. Lixiviados foram coletados a cada 10 minutos durante 80 minutos de percolação. As soluções percoladas, expressas em volume de poros, foram 6,33; 2,28 e 1,93 para os tratamentos de bentonita de 0, 30 e 60 t ha-1 sendo um volume de poros igual a 1,22 cm³. As concentrações de cádmio determinadas por espectrofotometria de absorção atômica. Ao final dos ensaios, as colunas foram desmontadas e as concentrações de cádmio no solo a diferentes profundidades (0-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm), foram também determinadas. Os resultados permitiram concluir que a densidade de fluxo e a velocidade de fluxo da solução foram reduzidas significativamente com a incorporação de bentonita ao solo. Os teores de cádmio do solo não afetaram a densidade de fluxo nem a velocidade de fluxo da solução. O aumento das doses de bentonita favoreceu a adsorção do cádmio pelo solo.

metal pesado; deslocamento miscível; mineral de argila

References

ALBERTINI, S.; CARMO. L. F.; PRADO FILHO, L. G. Isotermas de adsorção de cádmio por Saccharomyces cerevisiae. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 21, n. 2, p. 134-138, 2001. http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20612001000200002
AMARAL SOBRINHO, N. M. B.; VELLOSO, A. C. X.; COSTA, L. M. Lixiviação de Pb, Zn, Cd e Ni em solos Podzólico Vermelho Amarelo tratado com resíduos siderúrgicos. Revista Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 6, n. 1, p. 65-75, 1999.
AMARAL SOBRINHO, N. M. B.; BARRA, C. M.; LÃ, O. R. Químicas dos metais pesados no solo. In: MELO, V. F.; ALLEONI, L. R. F. (Eds.). Química e mineralogia do solo Viçosa, MG: SBCS, 2009. v. 2. p. 249-312.
ANJOS, A. R. M.; MATTIAZZO, M. E. Lixiviação de íons inorgânicos em solos repetidamente tratados com biossólido. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 24, n. 4, p. 927-938, 2000. http://www.redalyc.org/src/inicio/ArtPdfRed. jsp?iCve=253019677001
BORGES JÚNIOR, J. F.; FERREIRA, P. A. Equações e programa computacional para cálculo do transporte de solutos do solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 10, n. 3, p. 604-611, 2006. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662006000300010
CAMARGO, O. A. Reações e interações de micronutrientes no solo. 2006. Available in: <http://www.infobibos.com/Artigos/2006_3/micronutrientes/Index.htm>. Access in: 12 July 2012.
CHAVES, L. H. G.; SOUZA, R. S.; TITO, G. A. Adsorção de zinco em Argissolos do Estado da Paraíba: efeito do pH. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 39, n. 4, p. 511-516, 2008.
CHUI, Q. S. H. Uso da vermiculita massapé paulistana como adsorvedora de metais. Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro, v. 10, n. 1, p. 58-63, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522005000100007
COSTA, C. DAS N.; BISSANI, C. A.; TEDESCO, M. J. Fracionamento seqüencial de cádmio e chumbo em solos. Ciência Rural, Santa Maria, v. 37, n. 5, p. 1323-1328, 2007. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-84782007000500016
DAL BOSCO, S. M.; JIMENEZ, R. S.; CARVALHO, W. A. Aplicação da zeólita natural escolecita na remoção de metais pesados de efluentes industriais: competição entre os cátions e processo de dessorção. Eclética Química, São Paulo, v. 29, n. 1, p. 47-56, 2004. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-46702004000100006
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo 2. ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA Solos, 1997. 212 p.
FERREIRA, D. F. Sistema de análises estatísticas - SISVAR. Versão 4.6 (Build 60). Lavras: DEX/ UFLA, 2003.
FREEZE, R. A.; CHERRY, J. A. Groundwater. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1979. 604 p.
GUIMARÃES, M. A.; SANTANA, T. A.; SILVA, E. V.; ZENZEN, I. L.; LOUREIRO, M. E. Toxidade e tolerância ao cádmio em plantas. Revista Trópica - Ciências Agrárias e Biológicas, Chapadinha, v. 1, n. 3, p. 58-68, 2008.
JESUS, S. C. Difusão de zinco em camada compactada de solo residual de gnaisse 2004. 90f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, 2004.
JULIATTI, M. A.; PRADO, R. M.; BARRIQUELO, M. F.; LENZI, E. Cádmio em latossolo vermelho cultivado com milho em colunas: mobilidade e biodisponibilidade. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 26, p. 1075-1081, 2002. http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=180218306026
LACIN, O.; BAYRAK, B.; KORKUT, O.; SAYAN, E. Modeling of adsorption and ultrasonic desorption of cadmium (II) and zinc (II) on local bentonite. Journal of Colloid and Interface Science, v. 292, n. 2, p. 330-335, 2005. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcis.2005.05.092
MALAVOLTA, E. Fertilizantes e seu impacto ambiental: micronutrientes e metais pesados, mitos, mistificação, e fatos. São Paulo: Produquímica, 1994. p. 4-121.
MATOS, A. T.; FONTES, M. P. F.; COSTA, L. M.; MARTINEZ, M. A. Mobility of heavy metals as related to soil chemical and mineralogical characteristics of Brazilian soils. Environmental Pollution, v. 111, n. 3, p. 429-435, 2001. http://dx.doi.org/10.1016/S0269-7491 (00)00088-9
MESSIAS, A. S.; SILVA, H. A. E.; LIMA, V. N.; SOUZA, J. E. G. Avaliação da mobilidade de micronutrientes em solo tratado com lodo de esgoto. Revista Brasileira de Gestão e Desenvolvimento Regional, Taubaté, v. 3, p.193-211, 2007.
MEURER, E. J. Fundamentos de química de solo 2. ed. Porto Alegre: Genesis, 2004. 290p.
MOREIRA, D. A.; MARTINEZ, M. A.; SOUZA, J. A. R.; MATOS, A. T.; REIS, C.; BARROS, F. M. Fatores de retardamento e coeficientes de dispersão-difusão de metais pesados em resíduos da construção civil e demolição. Revista Ambiente & Água, Taubaté, v. 5, n. 2, p. 77-86, 2010. http://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.138
NASCIMENTO, R. S. MELO DO; CARVALHO, G. S.; PASSOS, L.; MARQUES, J. J. Lixiviação de chumbo e zinco em solos tratados com resíduos de siderurgia. Pesquisa Agropecuária Tropical, Goiânia, v. 40, n. 4, p. 497-509, 2010. http://www.redalyc.org/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=253019677001
PAGANINI, W. S.; SOUZA, A.; BOCCHIGLIERI, M. M. Avaliação do comportamento de metais pesados no tratamento de esgotos por disposição no solo. Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro, v. 9, n. 3, p. 225-239, 2004. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522004000300009
PRADO, R. M.; JULIATTI, M. A. Lixiviação de cádmio em profundidade em coluna com latossolo vermelho e nitossolo. Revista de Agricultura, Piracicaba, v. 78, n. 2, p. 219-228, 2003.
RODRIGUES, M. G. F.; SILVA, M. L. P.; SILVA, M. G. C. Caracterização da argila bentonítica para utilização na remoção de chumbo de efluentes sintéticos. Cerâmica, São Paulo, v. 50, n. 315, p. 190-196, 2004. http://dx.doi.org/10.1590/S0366-69132004000300004
SANTOS, C. P. F.; MELO, D. M. A.; MELO, M. A. F.; SOBRINHO, E. V. Caracterização e usos de argilas bentonitas e vermiculitas para adsorção de cobre (II) em solução.Cerâmica, São Paulo, v. 48, n. 308, p. 178-182, 2002. http://dx.doi.org/10.1590/S0366-69132002000400002
SILVA, F. C. DA; WEBER NETO, J.; ZANFELICI, M. R. Comparação metodológica para abertura de resíduos sólidos orgânicos urbanos na determinação dos teores totais de metais pesados. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING AND COMPUTER EDUCATION, 2007, São Paulo. Proceedings... [S.l.]: Council of Researches in Education and Sciences, 2007, p. 501-504.
WITTBROADT, P. R.; PALMER, C. D. Reduction of Cr (IV) by soil humic acids. European Journal of Soil Science, v. 48, n. 1, p. 151-162, 1997. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2389.1997.tb00194.x

Publication Dates

Publication in this collection
16 Sept 2014
Date of issue
June 2012

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] ALBERTINI, S.; CARMO. L. F.; PRADO FILHO, L. G. Isotermas de adsorção de cádmio por Saccharomyces cerevisiae. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 21, n. 2, p. 134-138, 2001. http://dx.doi.org/10.1590/S0101-20612001000200002

[2] AMARAL SOBRINHO, N. M. B.; VELLOSO, A. C. X.; COSTA, L. M. Lixiviação de Pb, Zn, Cd e Ni em solos Podzólico Vermelho Amarelo tratado com resíduos siderúrgicos. Revista Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 6, n. 1, p. 65-75, 1999.

[3] AMARAL SOBRINHO, N. M. B.; BARRA, C. M.; LÃ, O. R. Químicas dos metais pesados no solo. In: MELO, V. F.; ALLEONI, L. R. F. (Eds.). Química e mineralogia do solo Viçosa, MG: SBCS, 2009. v. 2. p. 249-312.

[4] ANJOS, A. R. M.; MATTIAZZO, M. E. Lixiviação de íons inorgânicos em solos repetidamente tratados com biossólido. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 24, n. 4, p. 927-938, 2000. http://www.redalyc.org/src/inicio/ArtPdfRed. jsp?iCve=253019677001

[5] BORGES JÚNIOR, J. F.; FERREIRA, P. A. Equações e programa computacional para cálculo do transporte de solutos do solo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 10, n. 3, p. 604-611, 2006. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662006000300010

[6] CAMARGO, O. A. Reações e interações de micronutrientes no solo. 2006. Available in: <http://www.infobibos.com/Artigos/2006_3/micronutrientes/Index.htm>. Access in: 12 July 2012.

[7] CHAVES, L. H. G.; SOUZA, R. S.; TITO, G. A. Adsorção de zinco em Argissolos do Estado da Paraíba: efeito do pH. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 39, n. 4, p. 511-516, 2008.

[8] CHUI, Q. S. H. Uso da vermiculita massapé paulistana como adsorvedora de metais. Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro, v. 10, n. 1, p. 58-63, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522005000100007

[9] COSTA, C. DAS N.; BISSANI, C. A.; TEDESCO, M. J. Fracionamento seqüencial de cádmio e chumbo em solos. Ciência Rural, Santa Maria, v. 37, n. 5, p. 1323-1328, 2007. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-84782007000500016

[10] DAL BOSCO, S. M.; JIMENEZ, R. S.; CARVALHO, W. A. Aplicação da zeólita natural escolecita na remoção de metais pesados de efluentes industriais: competição entre os cátions e processo de dessorção. Eclética Química, São Paulo, v. 29, n. 1, p. 47-56, 2004. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-46702004000100006

[11] EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de métodos de análise de solo 2. ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA Solos, 1997. 212 p.

[12] FERREIRA, D. F. Sistema de análises estatísticas - SISVAR. Versão 4.6 (Build 60). Lavras: DEX/ UFLA, 2003.

[13] FREEZE, R. A.; CHERRY, J. A. Groundwater. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1979. 604 p.

[14] GUIMARÃES, M. A.; SANTANA, T. A.; SILVA, E. V.; ZENZEN, I. L.; LOUREIRO, M. E. Toxidade e tolerância ao cádmio em plantas. Revista Trópica - Ciências Agrárias e Biológicas, Chapadinha, v. 1, n. 3, p. 58-68, 2008.

[15] JESUS, S. C. Difusão de zinco em camada compactada de solo residual de gnaisse 2004. 90f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, 2004.

[16] JULIATTI, M. A.; PRADO, R. M.; BARRIQUELO, M. F.; LENZI, E. Cádmio em latossolo vermelho cultivado com milho em colunas: mobilidade e biodisponibilidade. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, MG, v. 26, p. 1075-1081, 2002. http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=180218306026

[17] LACIN, O.; BAYRAK, B.; KORKUT, O.; SAYAN, E. Modeling of adsorption and ultrasonic desorption of cadmium (II) and zinc (II) on local bentonite. Journal of Colloid and Interface Science, v. 292, n. 2, p. 330-335, 2005. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcis.2005.05.092

[18] MALAVOLTA, E. Fertilizantes e seu impacto ambiental: micronutrientes e metais pesados, mitos, mistificação, e fatos. São Paulo: Produquímica, 1994. p. 4-121.

[19] MATOS, A. T.; FONTES, M. P. F.; COSTA, L. M.; MARTINEZ, M. A. Mobility of heavy metals as related to soil chemical and mineralogical characteristics of Brazilian soils. Environmental Pollution, v. 111, n. 3, p. 429-435, 2001. http://dx.doi.org/10.1016/S0269-7491 (00)00088-9

[20] MESSIAS, A. S.; SILVA, H. A. E.; LIMA, V. N.; SOUZA, J. E. G. Avaliação da mobilidade de micronutrientes em solo tratado com lodo de esgoto. Revista Brasileira de Gestão e Desenvolvimento Regional, Taubaté, v. 3, p.193-211, 2007.

[21] MEURER, E. J. Fundamentos de química de solo 2. ed. Porto Alegre: Genesis, 2004. 290p.

[22] MOREIRA, D. A.; MARTINEZ, M. A.; SOUZA, J. A. R.; MATOS, A. T.; REIS, C.; BARROS, F. M. Fatores de retardamento e coeficientes de dispersão-difusão de metais pesados em resíduos da construção civil e demolição. Revista Ambiente & Água, Taubaté, v. 5, n. 2, p. 77-86, 2010. http://dx.doi.org/10.4136/ambi-agua.138

[23] NASCIMENTO, R. S. MELO DO; CARVALHO, G. S.; PASSOS, L.; MARQUES, J. J. Lixiviação de chumbo e zinco em solos tratados com resíduos de siderurgia. Pesquisa Agropecuária Tropical, Goiânia, v. 40, n. 4, p. 497-509, 2010. http://www.redalyc.org/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=253019677001

[24] PAGANINI, W. S.; SOUZA, A.; BOCCHIGLIERI, M. M. Avaliação do comportamento de metais pesados no tratamento de esgotos por disposição no solo. Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro, v. 9, n. 3, p. 225-239, 2004. http://dx.doi.org/10.1590/S1413-41522004000300009

[25] PRADO, R. M.; JULIATTI, M. A. Lixiviação de cádmio em profundidade em coluna com latossolo vermelho e nitossolo. Revista de Agricultura, Piracicaba, v. 78, n. 2, p. 219-228, 2003.

[26] RODRIGUES, M. G. F.; SILVA, M. L. P.; SILVA, M. G. C. Caracterização da argila bentonítica para utilização na remoção de chumbo de efluentes sintéticos. Cerâmica, São Paulo, v. 50, n. 315, p. 190-196, 2004. http://dx.doi.org/10.1590/S0366-69132004000300004

[27] SANTOS, C. P. F.; MELO, D. M. A.; MELO, M. A. F.; SOBRINHO, E. V. Caracterização e usos de argilas bentonitas e vermiculitas para adsorção de cobre (II) em solução.Cerâmica, São Paulo, v. 48, n. 308, p. 178-182, 2002. http://dx.doi.org/10.1590/S0366-69132002000400002

[28] SILVA, F. C. DA; WEBER NETO, J.; ZANFELICI, M. R. Comparação metodológica para abertura de resíduos sólidos orgânicos urbanos na determinação dos teores totais de metais pesados. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENGINEERING AND COMPUTER EDUCATION, 2007, São Paulo. Proceedings... [S.l.]: Council of Researches in Education and Sciences, 2007, p. 501-504.

[29] WITTBROADT, P. R.; PALMER, C. D. Reduction of Cr (IV) by soil humic acids. European Journal of Soil Science, v. 48, n. 1, p. 151-162, 1997. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2389.1997.tb00194.x

Effect of the bentonite application on the cadmium mobility in an Argisol

Efeito da aplicação de bentonita na mobilidade de cádmio em Argissolo

Abstracts

References

Publication Dates