O conhecimento dos teores de metais pesados em solos contribui para a preservação da qualidade dos mesmos e do ambiente e para o gerenciamento de áreas contaminadas por estes elementos. O objetivo geral deste estudo foi a determinação dos teores naturais de metais pesados em solos do Estado do Rio Grande do Sul (RS) (Brasil) e a avaliação dos efeitos da adição de metais em solos e em plantas cultivadas. O estudo foi apresentado em três capítulos. No Capítulo I foi apresentada a revisão bibliográfica, abordando a definição, a origem e a dinâmica dos metais no solo, a contaminação do mesmo por estes elementos, os valores orientadores de qualidade do solo e as legislações para o descarte de resíduos no solo. No Capítulo II foi apresentado o estudo referente à fertilidade natural e aos teores naturais de metais (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn), em valores médios, comparados aos valores de referência de qualidade (VRQs), conforme sugerido pela Resolução CONAMA n° 420/2009, determinados em solos do Estado do RS, amostrados em áreas sem prévia atividade antrópica aparente, em cinco grupos de solos, conforme o seu material geológico de formação. Os teores de P disponível foram médios na maioria dos solos e altos a muito altos em K disponível. As médias da acidez total, da capacidade de troca de cátions e dos teores de óxidos de Fe foram mais altas nos solos desenvolvidos sobre basalto (grupo 1) do que nos outros solos (grupos 2 a 5). Os teores médios de Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V e Zn foram mais altos nos solos formados sobre basalto e os teores médios de Hg foram semelhantes em todos os grupos de solos. Correlações altas e positivas foram observadas entre os metais (à exceção de Cd e Hg) e os atributos argila e Fed e entre Cu e Zn com carbono orgânico. Os VRQs para Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn seguiram a mesma tendência dos teores médios de metais. No Capítulo III foi apresentado o estudo referente ao cultivo de plantas (soja e trigo) em solos com diferentes teores de argila com a adição de sais inorgânicos de alguns metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn). O rendimento de grãos de soja cultivada após a reaplicação dos metais em solos arenosos diminuiu com a adição da maior dose. O rendimento de matéria seca da parte aérea e de grãos dos dois cultivos de trigo seguintes não foi afetado pela aplicação dos metais. Os teores dos metais na parte aérea das plantas de soja e de trigo, em geral, aumentaram conforme as doses aplicadas, atingido teores tóxicos nos tratamentos com a maior dose de Zn. A translocação dos metais da parte aérea para os grãos dos cultivos foi, em média, alta a muito alta para Cu, Ni e Zn, baixa para Cd e Cr e muito baixa para Pb. A absorção dos metais pelas plantas diminuiu em mais de 90 % para Pb, 71 %, em média, para Cd e Zn e 42 %, em média, para Cr, Cu, Ni em plantas cultivadas em solos com alto teor de argila. / The knowledge concerning heavy metals contents in soils contributes to the preservation of the their quality and the environment, aiming to the management of areas contaminated by these elements. The general aim of this study was the determination of the natural metals contents in soils of the Rio Grande do Sul State (RS) (Brazil) and the evaluation of the metal addition effects in soils and plants grown. The study was presented in three chapters. In Chapter I the bibliographic review of this study was presented, addressing the definition, origin and dynamics of heavy metals, the soil contamination by these elements, the discussing soil quality guiding values for heavy metals and the legislation for the disposal of waste in the soil. In Chapter II, the study of natural fertility and metals contents (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn) was presented, as mean values, compared to quality reference values (QRVs), as suggested by 420/2009 CONAMA Resolution, in soil samples of the RS State, collected in areas without known previous anthropic influence, in five soils groups according to their geological formation material. Average values of available P contents were medium in most soils, being however high to very high for available K. Averages of total acidity, cation exchange capacity and Fe oxides are higher in soils formed over basalt (group 1) than on the other soils. Average metals contents of Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V and Zn were higher in soils formed over basalt and the average contents of Hg were similar for all soils groups. High and positive correlations were observed between the metals (except for Cd and Hg) and the soils attributes clay and Fed and between the metals Cu and Zn with organic carbon. The QRVs for Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn followed the same trend as the average metals contents. In Chapter III, the study on the plants grown (soybean and wheat) in soils with different clay contents with the addition of inorganic salts of some metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) was presented. The soybeans grain (first crop) decreased at the higher metal rate application on sandy soils. Dry matter and grain production of the following two wheat crops weren’t affect by the metal application. The metals contents on the soybeans and wheat, in general, increased according to the applied rates, reaching toxic levels in all the treatments at the Zn highest application rate. Metal transfer from the plant dry matter to the grains was on average high to very high for Cu, Ni and Zn, low for Cd and Cr and very low for Pb. Metal absorption by plants decreased by more than 90 % for Pb, 71 % as average for Cd and Zn and 42 % as average for Cr, Cu and Ni, on plants grown on high clay contents soils.

O destino e a utilização da imensa quantidade de resíduo sólido produzida nas cidades devem ser regulados por critérios rigorosamente científicos, desta forma, a aplicação no solo do composto produzido a partir deste material deve vir precedida de pesquisas que demonstrem a viabilidade ou não do seu uso. Neste trabalho utilizou-se o composto no cultivo da cenoura e analisou-se alguns parâmetros do composto, do solo e das cenouras, quantitativa e qualitativamente, para obter subsídios suficientes para o uso responsável e adequado deste tipo de resíduo na agricultura. Desta forma, com os resultados obtidos através das avaliações dos teores totais e disponíveis de metais (Zn, Pb, Ni, Cu, Cd e Cr) nas amostras de solo e nas raízes das cenouras, pode-se verificar a viabilidade da aplicação do composto para o cultivo da cenoura, considerando que não houve indícios de que o teor de qualquer metal nas raízes tenha sido suficientemente alto para trazer qualquer dano a saúde de quem as consome, entretanto o aumento da mortalidade das mudas relacionou-se diretamente com a taxa de aplicação do composto evidenciando um aspecto negativo da sua aplicação. / The destination and the use of the immense amount of municipal solid wastes should be strictly regulated by scientific approaches. Taking that into consideration, the application in the soil of the compost produced from this residue should be preceeded of studies to prove its viability. In this work, the compost was used in the cultivation of carrot. Some parameters of the compost, soil and carrots were analysed quantitatively and qualitatively to obtain subsidies for the responsible and appropriate use of this material in the agriculture. The viability of compost application was verified, when cultivating carrots, by evaluating the total amount of available metais (Zn, Pb, Ni, Cu, Cd and Cr) in the soil compost and carrot roots, because there were no indications of sufficiently high traces of metals in the roots to cause any harm to human health. However, the increase of the plants\' mortality was directly related with the compost application rate, thus evidencing a negative aspect of its use.

Orientador: Wanderley José de Melo / Banca: Mara Cristina Pessoa da Cruz / Banca: Leyser Rodrigues Oliveira / Resumo: Atualmente, diversas atividades antrópicas têm aumentado a carga de elementos tóxicos no ambiente, especialmente no solo. Dentre esses elementos, estão os metais pesados, tendo sido o bário (Ba) recentemente incluído na lista dos elementos que apresentam risco à saúde humana, o que o leva a ser foco de diversas pesquisas, já que as informações sobre seus efeitos tóxicos no solo e nas plantas ainda são muito limitadas. Assim, objetiva-se com o presente trabalho avaliar os efeitos de sais de Ba (BaSO4 e BaCl2), na atividade enzimática e biológica. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foram testadas doses de 2 fontes de Ba (BaSO4 e BaCl2) em delineamento experimental em blocos casualizados com 7 tratamentos [2 fontes de Ba em 3 doses (150, 300 e 600 mg kg-1), mais 1 testemunha] e 4 repetições. A segunda etapa teve início com o término da primeira, nesta etapa foi avaliada a liberação de Ba para o solo devido a biodegradação das plantas, e para isso foram testados 6 tratamentos, sendo 2 tipos de solos (solo que não recebeu Ba e solo que recebeu 300 mg kg-1 de Ba na forma de BaCl2) e 3 tipos de adição de material e 4 repetições em delineamento experimental inteiramente casualizado. Na primeira etapa foram coletadas amostras de solo aos 56 dias. Na segunda etapa, amostragens de solo foram realizadas aos 15, 30 e 90 dias após sua instalação, as quais foram submetidas ás análises de atividade biológica e enzimática. O efeito da adição do bário mostrou que, em resposta ao estresse, os microrganismos do solo podem aumentar a atividade metabólica, o que ocasionou aumento na atividade de algumas enzimas, sem o correspondente aumento na biomassa. As enzimas que assim se comportam também podem ser boas indicadoras da presença do fator causador do estresse / Abstract: Currently, various anthropogenic activities have increased the burden of toxic elements in the environment, especially in soil. Among these elements are heavy metals, having barium (Ba) recently included in the list of elements that pose a risk to human health, which leads him to be the focus of many studies, since the information about their toxic effects on soil and plants are still quite limited. Thus, the objective of the present work was to evaluate the effects of salts of Ba (and BaCl2 BaSO4), the enzymatic and biological activity. The experiment was conducted in a greenhouse and was divided into two stages. In the first stage were tested doses of 2 sources of Ba (BaSO4 and BaCl2) in randomized complete block design with seven treatments [2 Ba sources in 3 doses (150, 300 and 600 mg kg-1) plus one witness] and 4 replicates. The second stage began with the end of the first, at this stage we evaluated the release of Ba to the ground due to biodegradation of plants, and 6 treatments that were tested, with two types of soils (soil that received no Ba and soil received 300 mg kg-1 Ba as BaCl2) and 3 types of material addition and 4 replications in a completely randomized design. In the first stage soil samples were collected after 56 days. In the second stage, soil samples were taken 15, 30 and 90 days after installation, which were submitted to analyses of biological and enzymatic activity. The effect of adding the barium showed that in response to stress, organisms of the soil may increase metabolic activity, which caused an increase in the activity of some enzymes without a corresponding increase in the biomass. The enzymes that behave well can also be good indicators of the presence of the causative factor of stress / Mestre

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No. of bitstreams: 1 ribas_gtc_me_jabo.pdf.pdf: 1328753 bytes, checksum: 88e76d2f9125f2ab6869808dd9ab49ed (MD5) Previous issue date: 2017-11-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O esperado aumento na produção do lodo de esgoto e o volume diário de lodo descartado em aterros sanitários reforçam a necessidade do reaproveitamento deste resíduo que pode fornecer nutrientes às plantas ao ser aplicado no solo, tornando-se importante alternativa de disposição, porém a presença de metais pesados limita seu uso. Assim, em duas áreas que receberam lodo de esgoto por 18 anos consecutivos, o objetivo foi avaliar a concentração de Pb, Ni e Zn no solo e plantas de milho após a 18ª aplicação do resíduo. Este experimento ocorreu no ano agrícola 2014/2015 em área de LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico e LATOSSOLO VERMELHO Distrófico, no município de Jaboticabal, SP; com 4 tratamentos (0, 5, 10 e 20 t ha-1 de lodo de esgoto, respectivamente T0, T5, T10 e T20) organizados no delineamento em blocos casualizados com 5 repetições. Foram avaliadas as concentrações pseudototal através do método 3050 B da USEPA e teor disponível através do método Mehlich 1 de Pb, Ni e Zn no solo, acúmulo desses metais na parte aérea das plantas, teor nos grãos e na folha diagnose; estado nutricional, produtividade e massa seca da parte aérea da planta. As concentrações de Pb, Ni e Zn no solo das duas áreas que receberam lodo de esgoto foram superiores aquelas que receberam apenas fertilização mineral convencional, porém no 18º ano de aplicação de lodo, os teores desses metais no solo ainda permanecem abaixo dos níveis estabelecidos para intervenção agrícola, de acordo com a legislação brasileira. Não foram observados na parte aérea das plantas, folhas e grãos de milho teores de Pb, Ni e Zn acima dos limites estabelecidos nas legislações vigentes. Maiores teores de Ni e Zn foram observados nos grãos das plantas cultivadas com a maior dose de lodo de esgoto. Para o estado nutricional, apenas P e B ficaram abaixo do nível crítico estabelecido, os teores de Mg e Mn tiveram efeito dos tratamentos na área do LATOSSOLO VERMELHO Distrófico. O lodo de esgoto com as características discutidas nesse estudo, não interfere na produção de massa seca de parte aérea as plantas, mas provoca aumento da produtividade de grãos com doses de 10 e 20 t ha-1 na área de LATOSSOLO VERMELHO Distrófico. Embora o Pb seja um elemento muito tóxico, não foi detectado nos grãos, Ni e Zn são micronutrientes que podem limitar a aplicação de lodo de esgoto ao solo. O LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico possui maior capacidade de acúmulo dos metais pesados estudados Pb, Ni e Zn, porém as quantidades fitodisponíveis são menores, devidos suas características, em relação ao LATOSSOLO VERMELHO Distrófico. / The expected increase in the production of sewage sludge and the daily volume of sludge discarded in landfills reinforce the need to reuse this residue, which can provide nutrients to the plants when applied to the soil, making it important disposal alternative of heavy metals limits its use. Thus, in two areas that received sewage sludge for 18 consecutive years, the objective was to evaluate the concentration of Pb, Ni and Zn in the soil and corn plants after the 18th application of the residue. This experiment occurred in the agricultural year 2014/2015 in the area of Red Oxisol eutroferric and Red Oxisol distrophic, in the municipality of Jaboticabal, SP; with 4 treatments (0, 5, 10 and 20 t ha-1 of sewage sludge, respectively T0, T5, T10 and T20) organized in a randomized block design with 5 replicates. The pseudototal concentrations were evaluated using the USEPA method 3050 B and content available by the Mehlich 1 method of Pb, Ni and Zn in the soil, accumulation of these metals in the aerial part of the plants, grain content and diagnosis leaf; nutritional status, productivity and dry mass of the aerial part of the maize plant. The concentrations of Pb, Ni and Zn in the soil of the two areas that received sewage sludge were higher than those that only received conventional mineral fertilization, but after the 18th year of sludge application, the levels of these metals in the soil still remain below the established levels for agricultural intervention, in Brazilian legislation. No Pb, Ni and Zn levels were observed in the aerial part of the plants, leaves and corn above the limits established in the current legislation. Higher levels of Ni and Zn were observed in the grains of the plants grown with the highest dose of sewage sludge. For the nutritional status, only P and B were below the established critical level, the Mg and Mn contents had effect of the treatments in the area of the Red Oxisol distrophic. The sewage sludge with the characteristics discussed in this study does not interfere in the production of dry mass of shoot plants, but causes increase of grain yield with doses of 10 and 20 t ha-1 in the area of Red Oxisol distrophic. Although Pb is a very toxic element, was not detected in the grains, Ni and Zn are micronutrients that can limit the application of sewage sludge to soil. The Red Oxisol eutroferric has a greater capacity of accumulation of the studied heavy metals Pb, Ni and Zn, but the phytodisposable amounts are smaller, due to their characteristics, in relation to the Red Oxisol distrophic.

Resumo: O saneamento básico é importante para o desenvolvimento de uma região. Por meio dele, criam-se condições de higienização necessárias para o bem-estar da população. Com o tratamento, surgem inconvenientes a serem superados: a produção de gases odoríferos e corrosivos e o principal desafio, que é a disposição adequada do lodo de esgoto. Este estudo avalia o comportamento de metais com a aplicação agrícola do lodo de esgoto, além de estimar a quantidade do gás metano. O experimento foi desenvolvido em campo, num Latossolo Vermelho distrófico de textura média, nos anos 2000/2001 e 2001/2002 com quatro safras agrícolas, utilizando-se o lodo de esgoto, sem neutralização, produzido na Estação de Tratamento de Esgoto, ETE-1, da SANEPAR - Maringá-PR, com aplicações anuais nas doses de 06, 20, 40, 60, 80 t ha-1 base seca, do material, como fertilizante para o milho, comparado com uma testemunha (sem adição do lodo). Nos dias da incorporação do resíduo foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 5, 20, 40 e 60 cm. Após 30, 60, 90 e 120 dias da incorporação do lodo ao solo, foram colhidas cinco plantas para análises. A cada 30 dias foram avaliados os teores totais e disponíveis na camada 0-20cm, de metais no solo. Nas quatro semeaduras, aos 120 dias da germinação do milho, avaliou-se a produtividade. Os resultados obtidos permitiram concluir que a aplicação em taxas de até 80 t ha-1, promoveu aumento proporcional de matéria seca das plantas. Os teores de metais no solo tiveram comportamento similar na planta e nos grãos aumentando com o acréscimo das doses aplicadas. A mobilidade de metais pesados demonstrou limitado movimento em profundidade, permanecendo na camada de incorporação. As quantidades Cd, Cr, Ni e Pb removidas do solo pela solução de DTPA-TEA, estiveram abaixo do limite de determinação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: It is essential to any region develops a basic sanitation system and through it creates conditions to hygiene in order to reach a high quality of life of the population. During treatment, problems may appear and must be managed. The odoriferous and corrosive gas production is the meaningful challenge solved with an adequate use of the sewage sludge. This study evaluates the behavior of heavy metals when applying sewage sludge in agriculture and indeed estimates the quantity of methane gas. The experiment was developed in field in a dystrophic red latosol of middle texture (LVd), in the years of 2000/01 and 2001/02 in four plantings, utilizing sewage sludge without neutralization, produced in the ETE-1 Sludge treatment Station, of SANEPAR, a Company of water treatment sited in Maringá, State of Paraná, Brazil, with annual applications in the following doses of 06, 20, 40, 60, 80 t ha-1 basis of dry matter as a fertilizer to maize compared to a witness (without addition of sludge). During the days of residue incorporating it was made a sample collection of the soil in 5, 20, 40 and 60 cm deepness. After 30, 60, 90 and 120 days of sewage sludge incorporation in the soil, five plants were collected to analysis. Each thirty days, it was made an evaluation of the total quantities of metal in soil. In four plantings, 120 days of maize germination, it was evaluated the productivity. The results permit to conclude that the application until 80 t.ha-1, promoted a proportional increase of the dry matter of plants. The metal quantity in soil presented similar behavior in the plant and in the grains, directly increasing together with the increase of the applied doses. The mobility of heavy metal presented deep and restricted movement, keeping it in the incorporating layer. The quantities of Cd, Cr, Ni and Pb removed from the soil by DTPA-TEA solution were below the limit... (Complete abstract, click electronic address below). / Orientador: Jorge de Lucas Junior / Coorientador: Ervim Lenzi / Doutor

O conhecimento dos teores de metais pesados em solos contribui para a preservação da qualidade dos mesmos e do ambiente e para o gerenciamento de áreas contaminadas por estes elementos. O objetivo geral deste estudo foi a determinação dos teores naturais de metais pesados em solos do Estado do Rio Grande do Sul (RS) (Brasil) e a avaliação dos efeitos da adição de metais em solos e em plantas cultivadas. O estudo foi apresentado em três capítulos. No Capítulo I foi apresentada a revisão bibliográfica, abordando a definição, a origem e a dinâmica dos metais no solo, a contaminação do mesmo por estes elementos, os valores orientadores de qualidade do solo e as legislações para o descarte de resíduos no solo. No Capítulo II foi apresentado o estudo referente à fertilidade natural e aos teores naturais de metais (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn), em valores médios, comparados aos valores de referência de qualidade (VRQs), conforme sugerido pela Resolução CONAMA n° 420/2009, determinados em solos do Estado do RS, amostrados em áreas sem prévia atividade antrópica aparente, em cinco grupos de solos, conforme o seu material geológico de formação. Os teores de P disponível foram médios na maioria dos solos e altos a muito altos em K disponível. As médias da acidez total, da capacidade de troca de cátions e dos teores de óxidos de Fe foram mais altas nos solos desenvolvidos sobre basalto (grupo 1) do que nos outros solos (grupos 2 a 5). Os teores médios de Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V e Zn foram mais altos nos solos formados sobre basalto e os teores médios de Hg foram semelhantes em todos os grupos de solos. Correlações altas e positivas foram observadas entre os metais (à exceção de Cd e Hg) e os atributos argila e Fed e entre Cu e Zn com carbono orgânico. Os VRQs para Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn seguiram a mesma tendência dos teores médios de metais. No Capítulo III foi apresentado o estudo referente ao cultivo de plantas (soja e trigo) em solos com diferentes teores de argila com a adição de sais inorgânicos de alguns metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn). O rendimento de grãos de soja cultivada após a reaplicação dos metais em solos arenosos diminuiu com a adição da maior dose. O rendimento de matéria seca da parte aérea e de grãos dos dois cultivos de trigo seguintes não foi afetado pela aplicação dos metais. Os teores dos metais na parte aérea das plantas de soja e de trigo, em geral, aumentaram conforme as doses aplicadas, atingido teores tóxicos nos tratamentos com a maior dose de Zn. A translocação dos metais da parte aérea para os grãos dos cultivos foi, em média, alta a muito alta para Cu, Ni e Zn, baixa para Cd e Cr e muito baixa para Pb. A absorção dos metais pelas plantas diminuiu em mais de 90 % para Pb, 71 %, em média, para Cd e Zn e 42 %, em média, para Cr, Cu, Ni em plantas cultivadas em solos com alto teor de argila. / The knowledge concerning heavy metals contents in soils contributes to the preservation of the their quality and the environment, aiming to the management of areas contaminated by these elements. The general aim of this study was the determination of the natural metals contents in soils of the Rio Grande do Sul State (RS) (Brazil) and the evaluation of the metal addition effects in soils and plants grown. The study was presented in three chapters. In Chapter I the bibliographic review of this study was presented, addressing the definition, origin and dynamics of heavy metals, the soil contamination by these elements, the discussing soil quality guiding values for heavy metals and the legislation for the disposal of waste in the soil. In Chapter II, the study of natural fertility and metals contents (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn) was presented, as mean values, compared to quality reference values (QRVs), as suggested by 420/2009 CONAMA Resolution, in soil samples of the RS State, collected in areas without known previous anthropic influence, in five soils groups according to their geological formation material. Average values of available P contents were medium in most soils, being however high to very high for available K. Averages of total acidity, cation exchange capacity and Fe oxides are higher in soils formed over basalt (group 1) than on the other soils. Average metals contents of Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V and Zn were higher in soils formed over basalt and the average contents of Hg were similar for all soils groups. High and positive correlations were observed between the metals (except for Cd and Hg) and the soils attributes clay and Fed and between the metals Cu and Zn with organic carbon. The QRVs for Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn followed the same trend as the average metals contents. In Chapter III, the study on the plants grown (soybean and wheat) in soils with different clay contents with the addition of inorganic salts of some metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) was presented. The soybeans grain (first crop) decreased at the higher metal rate application on sandy soils. Dry matter and grain production of the following two wheat crops weren’t affect by the metal application. The metals contents on the soybeans and wheat, in general, increased according to the applied rates, reaching toxic levels in all the treatments at the Zn highest application rate. Metal transfer from the plant dry matter to the grains was on average high to very high for Cu, Ni and Zn, low for Cd and Cr and very low for Pb. Metal absorption by plants decreased by more than 90 % for Pb, 71 % as average for Cd and Zn and 42 % as average for Cr, Cu and Ni, on plants grown on high clay contents soils.

?rea de concentra??o: Produ??o Vegetal. / Submitted by Alexandre Soares (alexandredesoares@yahoo.com.br) on 2016-08-25T12:37:54Z No. of bitstreams: 1 barbara_olinda_nardis.pdf: 810097 bytes, checksum: 27e96d5c3c22fb510620ee61aed0d5f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2016-09-08T17:35:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 barbara_olinda_nardis.pdf: 810097 bytes, checksum: 27e96d5c3c22fb510620ee61aed0d5f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T17:35:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 barbara_olinda_nardis.pdf: 810097 bytes, checksum: 27e96d5c3c22fb510620ee61aed0d5f0 (MD5) Previous issue date: 2015 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) / Coordenadoria de Aperfei?oamento do Pessoal de N?vel Superior (Capes) / O zinco ? um micronutriente importante para o crescimento das plantas, mas pode ser um problema quando presente em grandes quantidades, sendo a extra??o sequencial uma ferramenta promissora para se entender melhor o comportamento do Zn no solo. Objetivou-se com este trabalho observar o crescimento, a absor??o e o ac?mulo de Zn em cinco gram?neas forrageiras e entender o comportamento do Zn no solo ap?s o cultivo. Realizou-se um experimento em casa de vegeta??o em Latossolo Vermelho-Amarelo distr?fico. O delineamento foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 5x4 com tr?s repeti??es, sendo os fatores: gram?neas forrageiras (Panicum maximum cv. Aruana e cv. Tanz?nia, Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Brachiaria brizantha cv. Xara?s e cv. Marandu) e doses (0, 100, 300 e 900 mg kg-1 de Zn). O material vegetal coletado foi analisado separadamente, obtendo-se o peso de massa seca da parte a?rea, do coleto e das ra?zes e analisado o teor e ac?mulo de Zn em cada parte. Avaliou-se a disponibilidade de Zn atrav?s dos extratores Mehlich-1, DTPA a pH 7,3, USEPA 3051 e 3052 e o comportamento do Zn no solo foi avaliado atrav?s da extra??o sequencial do Zn analisando as fra??es troc?vel, ligada a carbonato, ligada a mat?ria org?nica, ligada a ?xidos, residual e total. As doses de Zn no solo provocaram redu??o de crescimento em todas as forrageiras avaliadas. Para a produ??o de massa seca a cv. Aruana foi a que mais produziu massa seca. Os maiores teores de Zn foram encontrados nas ra?zes da Tanz?nia e Marandu e na parte a?rea de Aruana, Xara?s e Basilisk. A ordem de acumula??o das forrageiras foram Aruana > Basilisk > Tanz?nia > Xara?s > Marandu. No geral a cv. Aruana se mostrou melhor para extrair Zn do solo. A ordem de extra??o foi DTPA a pH 7,3 < Mehlich-1 < USEPA 3051 < USEPA 3052, sendo que a metodologia USEPA 3051 mostrou resultados semelhante ao Mehlich-1, portanto eficiente em demonstrar a disponibilidade do Zn no solo. A distribui??o de Zn entre as fra??es no solo foi residual > carbonato > troc?vel > mat?ria org?nica > ?xidos. / Programa de P?s-Gradua??o em Produ??o Vegetal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2015. / Zinc is an important micronutrient to plant growth, but it can be problem when present in large amountsbeing the sequential extraction a promising tool to better understand the behavior of Zn in the soil. The objective of this study was to observe the growth, Zn absorption and accumulation in five forage grasses and to understand the behavior of Zn in soil after cultivation. We conducted an experiment in a greenhouse in Red-Yellow Dystrophic Latosol. The design was completely randomized in a factorial scheme 5x4 with three replicates, being the factors: forage grasses (Panicum maximum cv. Aruana e cv. Tanz?nia, Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Brachiaria brizantha cv. Xara?s e cv. Marandu) and doses (0, 100, 300 e 900 mg kg-1 of Zn). The collected plant material was analyzed separately to obtain the dry matter weight of the shoot, the collar and roots and analyzed the content and Zn accumulation in each part. We evaluated the Zn availability using the extractors Mehlich-1, DTPA with pH 7,3, USEPA 3051 and 3052 and Zn behavior in the soil was evaluated by Zn sequential extraction analyzing the exchangeable fractions, linked to carbonate,to the organic matter and to oxides, residual and total. The doses of Zn in soil caused growth reduction in all forages. For dry matter production Aruana cv. was the one that most produced dry matter. The higher levels of Zn were found in the roots of Tanzania and Marandu and also in the shoots of Aruana, Xara?s and Basilisk. The order of accumulation of forage was Aruana > Basilisk > Tanz?nia > Xara?s > Marandu. Overall Aruana cv. proved to be the best to extract Zn from the soil. The order of extraction was DTPA with pH 7,3 < Mehlich-1 < USEPA 3051 < USEPA 3052, whereas the 3051 USEPA methodology showed results similar to Mehlich-1, therefore efficient in demonstrating the availability of Zn in soil. The distribution of Zn between fractions in the soil was residual> carbonate> exchangeable> organic matter> oxides.

Com o objetivo de avaliar a biodisponibilidade dos metais Cu, Zn, Cd, Ni, Cr e Pb para as plantas de trigo (Triticum aestivum, L.) e milho (Zea mays, L.), foi conduzido em 1996 um experiment0 em vasos utilizando-se dez solos do estado do Rio Grande do Sul, com adição de diferentes níveis destes metais. As quantidades dos metais absorvidas foram correlacionadas com as extraídas do solo porHC10,l mol L-¹, DTPA 5x10-³ mol L¹", HNO3- HClO4, concentrados, resina CHELEX 100 e por um bioteste com plantas de aveia (Avena sativa, L.). As análises de regressão indicaram que a solução DTPA apresentou coeficientes de determinação estatisticamente significativos e iguais ou maiores que 0,60 para Cd e Zn, nas duas culturas. 0 bioteste foi o mais eficiente para avaliar a biodisponibilidade de Pb, enquanto nenhum dos extratores testados foi adequado para Cr, Ni e Cu, em uma ou ambas as culturas. 0 agrupamento dos solos conforme o teor de argila propiciou aumento dos coeficientes de correlação entre as quantidades de alguns metais absorvidas pelas plantas e as extraídas por HC10,l mol L-¹, DTPA 5x10-³ mol L-¹ e resina CHELEX 100. / In order to evaluate the Cu, Zn, Cd, Ni, Pb and Cr bioavailability to wheat (Triticum aestivum, L.) and corn (Zea mays, L.) crops, a pot experiment was conducted in 1996 with ten Rio Grande do Sul state (Brazil) soils. The metal's amounts absorbed by the plants were correlated with the soil's test values extracted by 0,l mol L-¹ HCl,5x10-³ mol L-¹ DTPA solution, concentrated HN03+HCl04, CHELEX 100 resin and by a biotest in which oats (Avena sativa, L.) was grown. By regression analysis, the DTPA solution showed statistically significant and equal or higher than 0,60 correlation coefficient for Cd and Zn, on both crops. The biotest was the most efficient method to evaluate Pb bioavailability, while none of the tested methods was adequate for Cr, Ni and Cu on one or both crops. Correlation coefficients between the amounts of some metals absorbed by the plants and the HCl, DTPA and CHELEX 100 resin extracted increased when the soils were separated in three groups according to their clay content.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-08T11:56:44Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1814093 bytes, checksum: 43e62c8dd9ac1a5d7319541690bb9f83 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T11:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1814093 bytes, checksum: 43e62c8dd9ac1a5d7319541690bb9f83 (MD5) Previous issue date: 2015-07-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho avaliou a aplicação do hidróxido duplo lamelar (HDL) de cálcio e alumínio (Hidrocalumita, HC) na remoção dos íons metálicos Cu2+, Ni2+ e Zn2+, por meio do processo de reconstrução lamelar com base no método de precipitação química. A hidrocalumita obtida neste estudo foi sintetizada pelo método de coprecipitação em diferentes proporções de cálcio e alumínio (Ca:Al), sendo que a proporção de 4:1 (4HC) apresentou o melhor resultado na remoção dos cátions metálicos da solução aquosa. A 4HC mostrou-se adequada para ser utilizada na remoção dos cátions metálicos em soluções aquosas com valores de pH acima de 3. Os experimentos feitos com 1,0 g L-1 de 4HC e com soluções separadas de 300 mg L-1 de Cu2+, Ni2+ e Zn2+, possibilitou obter uma remoção de 100 % dos metais. Nos estudos de cinética verificou-se que em um tempo de 10 minutos atingiram-se valores de remoção para o Cu2+, Ni2+ e Zn2+ na ordem de 87,6; 97,2 e 77,5 %, sendo que neste tempo a solução atingiu valores de pH próximos a 9,0; 10,5 e 11,0, respectivamente. O pH da solução foi diminuindo com o tempo, onde atingiu o valor próximo a 7,0 em um tempo 420 minutos. A caracterização por difração de raio-x e espectrofotometria na região do infravermelho dos HDLs de CuAl, NiAl e ZnAl obtidos no final do processo de remoção (pH 7,0), possibilitou verificar que os HDLs formados apresentam estruturas lamelares e contem como ânion interlamelar o íon carbonato (CO32-). A construção de curvas de precipitação para a remoção dos cátions metálicos pela 4HC, possibilitou verificar que ocorre uma troca equimolar entre o cálcio e os cátions Cu2+, Ni2+ e Zn2+ da solução. A capacidade de remoção utilizando a 4HC foi de 444,8; 410,0 e 412,0 mg g-1 para o cobre, níquel e zinco, respectivamente, sendo superior a outros trabalhos que envolvem a adsorção na remoção desses metais. Os estudos de competição entre os metais Cu2+, Ni2+ e Zn2+ foram feitos com uma solução contendo 200 mg L-1 de cada metal, onde determinou-se que, na reconstrução lamelar, a troca do cálcio da 4HC pelos metais segue a seguinte ordem de preferência: Cu2+ >> Zn2+ ≅ Ni2+. O processo de reconstrução lamelar com a 4HC foi avaliado na remoção de oxiânions. Neste estudo foram preparadas soluções de 200 mg L-1 de íons Cr(VI) contendo separadamente 400 mg L-1 de cada um dos cátions Cu2+, Ni2+ ou Zn2+. A reconstrução lamelar utilizando a 4HC com os íons metálicos em solução formaram os HDLs de CuAl, NiAl e ZnAl, que possibilitaram realizar a adsorção do íons Cr(VI) com uma capacidade de remoção de 120,0; 113,0; 103,0 mg g-1, respectivamente. A 4HC quando utilizada com a solução contendo apenas 200 mg L-1 de íon Cr(VI), apresentou uma capacidade de remoção de 28,0 mg g-1. A hidrocalumita (4HC) pode ser utilizada com sucesso na remoção dos cátions Cu2+, Ni2+ e Zn2+ e de oxiânions (Cr(VI)) pelos HDLs formados no processo de reconstrução lamelar com base no método de precipitação química. / This study evaluated the application of the layered double hydroxide (LDH) of calcium and aluminum (Hydrocalumite, HC) in the removal of metal Cu 2+, Ni2+ and Zn2+ ions, by means of layered reconstruction process based on the chemical precipitation method. The hydrocalumite obtained in this study was synthesized by coprecipitation method in different proportions of aluminum and calcium (Ca: Al), with the ratio of 4:1 (4HC) showed the best result in the removal of metal cations from aqueous solution. The 4HC proved to be suitable for use in the removal of metal ions in aqueous solutions with pH values above 3. The experiments made with 1.0 g L-1 of 4HC and separate solutions of 300 mg L-1 Cu2+, Ni2+ and Zn2+, possible to get a 100% removal of metals. In kinetic studies it was found that in a 10 minute time is reached, removal values for Cu2+, Ni2+ and Zn2+ on the order of 87,6; 97,2 and 77,5%, and this time the solution reached pH close to 9.0; 10.5 and 11.0, respectively. The pH of the solution decreased with time, which reached a value close to 7,0 at a time of 420 minutes. The characterization by x-ray diffraction and infrared spectrophotometry in the region of LDHs CuAl, NiAl and ZnAl obtained at the end of the removal process (pH 7,0), allowed to verify that the lamellar structures formed LDHs present and contains as interlayer anion the carbonate ion (CO32-). The construction of precipitation curves for the removal of metal cations by 4HC, it is possible to verify an equimolar exchange between the calcium and the Cu2+, Ni2+ and Zn2+ cations into the solution. The removal capacity using 4HC was 444,8; 410,0 and 412,0 mg g-1 for copper, nickel and zinc, respectively, higher than other jobs involving adsorption in removing these metals. The competition studies between Cu2+ metal, Ni2+ and Zn2+ were made with a solution containing 200 mg L-1 of each metal where it has been determined that in the lamellar reconstruction, the exchange of calcium of 4HC by metals follows the following order preferably: Cu2+ >> Zn2+ ≅ Ni2+. The lamellar reconstruction process with 4HC was evaluated in the removal of oxyanions. In this study, solutions were prepared of 200 mg L -1 Cr(VI) ion separately containing 400 mg L-1 of each of the Cu2+, Ni2+ or Zn2+ cations. The layered reconstruction using 4HC with the metal ions in the solution formed LDHs of CuAl, NiAl and ZnAl, which make it possible adsorption of Cr(VI) ions with a removal capacity 120,0; 113,0; 103,0 mg g-1, respectively. The 4HC when used with the solution containing only 200 mg L-1 of Cr(VI) ion showed a removal capacity of 28,0 mg g-1. The hydrocalumite (4HC) can be successfully used in the removal of the Cu2+, Ni2+ and Zn2+ cations and (Cr(VI)) oxyanions by LDHs formed in the layered reconstruction process based on the chemical precipitation method.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-05T12:21:05Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1696142 bytes, checksum: 52dc5a5700637b23ccffdb66863c08cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T12:21:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1696142 bytes, checksum: 52dc5a5700637b23ccffdb66863c08cd (MD5) Previous issue date: 2005-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nas últimas décadas, visando reduzir a adição de poluentes nos rios, os esgotos de algumas cidades começaram a ser tratados, resultando na produção de um lodo rico em matéria orgânica e nutrientes, denominado lodo de esgoto ou biossólido, que necessita de uma adequada disposição final. Entre as diversas alternativas existentes para a utilização do lodo de esgoto, a alternativa para fins agrícolas apresenta-se como uma das mais convenientes, pois, como o lodo é rico em nutrientes e com alto teor de matéria orgânica, é amplamente recomendada sua aplicação como condicionador de solo e, ou, fertilizante. Entretanto, o lodo de esgoto apresenta em sua composição substâncias indesejáveis como metais pesados e organismos patogênicos ao homem. Desses dois aspectos o mais importante é a presença de metais pesados, pois os patógenos do homem podem ser completamente eliminados com tratamento químico, físico ou biológico do lodo. A utilização do lodo de esgoto como fertilizante causa alterações nas propriedades físicas e químicas dos solos. Algumas das alterações são nos teores de fósforo e de metais pesados no solo, que podem contaminar o meio ambiente, afetar o desenvolvimento de plantas, e entrar na cadeia trófica. No Brasil, dados científicos sobre os efeitos da utilização do biossólido na agricultura são escassos. Para obter mais informações, conduziu-se experimento em casa de vegetação utilizando- se o lodo da Estação de Tratamento de Esgoto Ipanema, da cidade de Ipatinga – MG. Os tratamentos constaram da adição de lodo nas doses (0, 35, 70, 140 t/ha), em vasos contendo 4,0 kg de solo, com e sem aplicação de calcário. As amostragem foram feitas após 20 dias de incubação (solo+lodo) e depois de cada 2 meses, totalizando cinco épocas de amostragem. Estudou-se a disponibilidade de metais pesados (Zn, Cu, Mn, Pb, Cd, Ni e Cr) e de fósforo em função do tempo de permanência em solo tratado (solo + lodo de esgoto; solo + lodo de esgoto + calcário), utilizando o método de extração seqüenciada para a determinação de fósforo e de metais nas frações geoquímicas do solo. Todos os metais com exceção do fósforo, quando o lodo é adicionado ao solo, se encontram em maior concentração na fração residual, não-disponível, mostrando a tendência dos metais de se estabilizarem. O fósforo, tanto no lodo quanto no solo, se distribui entre todas as frações. Para todos os elementos analisados, se observou que seus íons migram-se entre as frações durante o período de incubação do biossólido no solo. Para o cádmio, o íon migra-se para a fração residual no solo sem calagem e migra- se para a fração orgânica no solo onde houve aplicação de calcário. O chumbo, nos solos com calagem, a migração aconteceu das frações solúvel e orgânica para as frações adsorvida, ligada a óxido de ferro e manganês e residual. O mesmo ocorreu nos solos sem aplicação de calcário para dose de 140 t ha-1. Nas doses zero, sem calagem, ocorre migração das frações adsorvida e residual para fração ligada a óxido de Fe e Mn. Na dose 35 t ha-1, o íon migra-se das frações solúvel e residual para a fração ligada a óxido de Fe e Mn. E na dose de 70, a troca que íon faz é entre as frações solúvel e orgânica para frações ligada a óxidos de ferro e manganês e residual. O íon cobre migra- se para as frações residual no solo sem calagem e no solo com aplicação de calcário, para a fração orgânica. A migração do íon cromo é das frações solúvel e adsorvida para as frações ligada a óxido de Fe e Mn, orgânica e residual. O íon manganês, nos solos sem calagem, migra-se da fração solúvel para as frações adsorvida, ligada a óxido de Fe e Mn, orgânica e residual. Nos solos onde houve aplicação de calcário, no intervalo de 200 a 240 dias de incubação, na dose 35 t ha-1 de lodo de esgoto, a concentração de manganês aumentou em todas as frações exceto na fração solúvel, mostrando que a migração do íon ocorreu desta fração para as outras quatro frações (adsorvida, ligada a óxido de Fe e Mn, orgânica e residual). No níquel, a migração se dá das frações ligada a óxido de Fe e Mn, orgânica e residual para fração solúvel. E para o zinco, a migração ocorre das frações solúvel, adsorvida e orgânica para as frações ligada a óxido de Fé e Mn e residual. O fósforo migra das frações lábil, orgânico lábil, ligada a Ca e residual para fração ligada à superfície de óxidos de ferro e alumínio. Nota-se então que todos os metais migraram-se entre as frações geoquímicas durante os 8 meses de incubação do lodo de esgoto. / In the last decades, with the purpose of reducing the pollutant addiction in the rivers the sewages of many cities have been treated resulting in a production of a rich sludge with many organic matters and nutrients which is called Sewage sludge or biosolid that requires a final appropriated disposal. Among several alternatives known for the sewage sludge use, the agriculture use is presented as the most appropriated. As the sludge is rich in nutrients and it has high organic matter content its application is recommended as a soil conditioner or as a fertilizer. However, the sewage sludge has in its composition some undesirable substances like heavy metals and pathogenic organisms to the human being. In these two aspects, the most important is the presence of heavy metals because the human pathogens can be completely eliminated in a sludge chemical, physical or biological treatment. The use of sewage sludge as fertilizer causes changes on the soil chemical and physical properties. Some changes are on the phosphorus content and the heavy metals on the soil that can contaminate the environment, to affect the plants developing and to enter in the trophic chain. In Brazil, there is a lack about scientific data in terms of using effects of biosolid in the agriculture. In order to obtain more information about it, an experiment was conducted in a greenhouse using sludge from Ipanema Sewage treatment Station at Ipatinga MG. The treatments were made with the sludge addiction in several doses (0, 35, 70, 140 t/ha), in pots containing 4.0kg of soil, with and without limestone. The samples were done after 20 days of incubation (soil + sludge) and after each 2 months, in a total of 5 sample periods. It was studied the heavy metals (Zn, Cu, Mn, Pb, Cd, Ni, and Cr) and the phosphorus availability in function of the time remain on the treated soil (soil + sludge; soil + sewage sludge + limestone), using the sequential extraction method for the phosphorus determination and metals on the soil geochemical fractions. All metal, except the phosphorus, when the sludge is addicted on the soil are observed in the higher concentration in the residual fraction, non available, showing the tendency of metals to be stabilized. The phosphorus, as in the sludge as in soil, had been distributed among all fractions. For all the elements analyzed, it was observed that their ions go among the fractions during the incubation period of biosolid in the soil. For the Cadmium, the ion goes to the residual fraction in the soil without liming and goes to organic fraction in soil where limestone application was done. The lead in the soil with liming, the migration happened in two fractions – soluble and organic for the adsorbed fractions linked to the iron oxide and manganese and residual. The same occurred to soils without limestone application for 140t ha -1 dose. In zero doses, without liming, it had occurred migration of adsorbed and residual fractions linked to the iron oxide and manganese. In dose of 35 t ha-1 , the ion goes from soluble and residual fractions to the fraction linked to the iron oxide and manganese. In dose of 70, the change made by the ion is between the soluble and organic fractions to the fractions linked to the iron oxide, manganese and residual. The copper ion goes to the residual fractions in soil without liming and to soil with lime application, to organic fraction. The chromium migration is from soluble and adsorbed fractions to the fractions linked to the Fe oxide and Mn residual and organic. The manganese ion in soils without liming goes from soluble fraction to adsorbed fraction linked to the iron oxide and manganese, organic and residual. In soils where occurred the limestone application in the interval of 200 to 240 days the incubation in 35t ha-1 dose of sewage sludge the manganese concentration increased in all fraction except in the soluble fraction, showing that migration occurs from soluble, adsorbed, and organic fractions linked to the iron oxide manganese and residual. The phosphorus goes from labile, labile organic, linked to Ca and residual to fraction linked to the iron oxide and aluminum surfaces. It is noticed that all the metals had migrated between the geochemical fractions during 8 months of incubation of the sewage sludge.