A disposição conjunta de resíduos no solo tem se mostrado uma alternativa para sua destinação final. Assim, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da aplicação e reaplicação conjunta de resíduos de curtume e carbonífero nos atributos químicos do solo e na especiação do cromo, após 15 anos de estabilização. O experimento está situado na Estação Experimental Agronômica – UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. A primeira aplicação dos resíduos foi feita em 1996 e a reaplicação, em 1999. Quatro estudos específicos, com avaliação de atributos químicos e de teores e formas de Cr, foram conduzidos com uso de amostras coletadas em 2010, nas camadas 0- 20, 20-50 e 50-80 cm. A distribuição das formas e espécies de Cr nas amostras de solo da camada superficial foi avaliada por estudos de extração sequencial, fracionamento da matéria orgânica do solo (MOS) e especiação da solução do solo pelo modelo Visual MINTEQ. O efeito corretivo do lodo de curtume sobre o pH e outros atributos ainda pode ser observado no solo da camada superficial, com expansão também para a camada subsuperficial, no tratamento com maior dose aplicada. A taxa de recuperação do Cr adicionado ao solo variou entre 49 e 58%, pelo método EPA 3050b, não sendo detectada a presença de compostos de Cr(VI). A extração sequencial mostrou que o Cr está prioritariamente associado às frações orgânica, oxídica e residual e confirmou a baixa mobilidade e biodisponibilidade deste elemento no solo. O fracionamento da MOS indicou maior associação do Cr à humina e aos ácidos fúlvicos. A especiação da solução mostrou que o Cr encontra-se predominantemente complexado por ligantes orgânicos no solo dos tratamentos sem adição de Cr, com aumento da fração complexada por ligantes inorgânicos, em especial OH-, no solo dos tratamentos com adição de Cr. / Residues disposal in soils has been an alternative for its final destination. This work aimed to evaluate the effects of tannery and coal mining residues application and reapplication on soil chemical attributes and chromium speciation after 15 years of stabilization. The field experiment is located at the UFRGS Experimental Station, in the Eldorado do Sul County, State of Rio Grande do Sul, Brazil. Residues were applied in 1996 and reapplied in 1999. Four specific studies for evaluation of soil chemical attributes and content and forms of Cr were carried out by using soil samples collected in 2010 at 0-20, 20- 50 and 50-80 cm depth layers. In the surface layer soil samples the distribution of chromium chemical forms and species was studied by sequential extraction, organic matter fractioning and soil solution speciation by Visual MINTEQ model. Tannery sludge liming effects on soil pH and related attributes were still observed at the surface layer and also on the subsurface layer in the treatment with higher dose. The recovery rate for the total amount of Cr added to the soil by the treatments ranged from 49 to 58% by the EPA 3050b method and Cr(VI) compounds were not detected on any soil samples. Sequential extraction showed that Cr is mainly associated with organic, oxidic and residual fractions; therefore this element shows low mobility and bioavailability in the soil. Organic matter fractioning showed that Cr is more associated to humin and fulvic acid fractions. Soil solution speciation showed that Cr is mainly complexed by organic ligands in the soil without Cr addition and that complexation by inorganic ligands, especially OH-, increases in the soil with Cr addition.

Este estudo subsidia a avaliação de uma proposta de emprego de proteína hidrolisada de couro na fertilização de solos do Rio Grande do Sul, como forma de aproveitamento de resíduos de curtumes. Para tanto, investigou-se a distribuição e a mobilidade potencial do cromo em diferentes solos, em que foram aplicadas doses crescentes de hidrolisado de couro. As análises envolveram métodos de fracionamento (extração sequencial) e de especiação de cromo, além da caracterização físico-química dos solos. Realizaram-se ainda testes de lixiviação com água para avaliar formas e quantidades do metal liberadas a partir do meio receptor. Os métodos analíticos utilizados demonstraram exatidão, precisão e limites de detecção satisfatórios. Os teores de Cr(VI) nas amostras de solo fertilizado e lixiviado foram menores que os limite de detecção analítico. Os resultados da extração sequencial revelaram alteração na partição do cromo nas fases dos solos fertilizados com hidrolisado de couro, em comparação às amostras usadas como referências. Para todos os solos e doses aplicadas, o cromo ocorreu preferencialmente na fração oxidável, provavelmente na forma trivalente. Os resultados indicaram que o cromo originário do hidrolisado de couro pode apresentar dinâmica ambiental diferenciada, em função das características do solo e da quantidade aplicada. Dependendo dessa quantidade, os teores residuais de cromo podem ultrapassar, ao longo do tempo, valores orientadores da legislação atualmente em uso para solos. Considerando que a interpretação dos resultados deve ser feita no contexto de várias observações, como características dos solos e limitações dos métodos empregados, obtiveram-se informações úteis sobre a origem, forma, distribuição e disponibilidade potencial de cromo a partir dos solos avaliados. / This study intends to subsidize the decision for utilizing leather hidrolysate as fertilizer in the state of Rio Grande do Sul. The distribution and potential mobility of chromium in different soils, applied in increasing amounts of leather hidrolysate were investigated. The analyses involved sequential fractioning procedure and speciation of chromium, in addition to the physico-chemical characterization of soils. Further tests of leaching with water were performed to evaluate forms and quantities of the metals released from the treated soils. The analytical methods used have shown adequate accuracy, precision and detection limits. The Cr(VI) content in fertilized soil and in the leachate was below the limit of analytical detection. The results of sequential extraction revealed changes in the partition of chromium in the phases of the soils fertilized with leather hidrolysate, when compared with samples used as references. For all the soils and applied doses, the chromium occurred preferentially in oxidizable fraction, probably in the trivalent form. The results indicated that the chromium present in the leather hidrolysate may have a different environmental impact depending on the characteristics of the soil and the amount applied. Depending on the amount applied, over time, the chromium accumulated can overcome the guidance values established by the legislation currently in use for Brazilian soils. Although the data obtained must be interpreted with care and in the context of many observations, such as soil charactheristics and limitations of the analytical methods employed, this study generated useful information on the origin, chemical form, distribution and potential availability of chromium from the soils evaluated.

As atividades industrial e urbana podem levar à contaminação do ambiente com mercúrio e este causa inúmeros problemas relacionados à saúde do homem e de animais. Os ambientes contaminados com mercúrio e suas formas selecionam micro-organismos tolerantes a esse metal e desta forma podem ser utilizados como estratégia de remediação destes ambientes. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar bactérias resistentes ao metilmercúrio em amostras de solos e lodo de esgoto, e determinar a capacidade de remoção de metilmercúrio pelo isolado mais resistente a este composto sob diferentes condições de temperatura, pH, presença de sais, metais pesados, NaCl, e outros compostos de mercúrio como timerosal, acetato de fenilmercúrio e cloreto de mercúrio. Também foram estudados as transformações enzimáticas do metilmercúrio e a presença dos genes merA e merB. Foram isoladas dezesseis bactérias a partir das amostras coletadas, sendo que Pseudomonas putida V1 foi a bactéria mais resistente ao metilmercúrio (CIM = 11,5 μmol L-1, volatilizando aproximadamente 90% do metilmercúrio adicionado ao meio de cultura e foi tolerante ao cobre, chumbo, níquel, cromo, cobalto, manganês e bário (100 à 1000 μmol L-1). Este isolado removeu até 77% de metilmercúrio do caldo Luria Bertani (LB) em valores de pH entre 4,0-6,0 e temperatura entre 21-25°C. Obser vou-se um declínio significativo da capacidade de remoção de metilmercúrio do caldo LB na presença dos sais e metais pesados (57 e 79%, respectivamente), quando comparado aos controles (85 e 89 %, respectivamente). Os testes enzimáticos indicaram ausência da enzima organomercurio liase de P. putida V1, enquanto que as reações de polimerase em cadeia (PCR) indicaram que esta bactéria possui o gene merA, mas não o merB. Nos testes com marcadores radioativos foi observada uma incomum produção de 14CO2. Os resultados sugerem que P. putida V1 tem potencial para remoção do metilmercúrio de ambientes contaminados. Estudos adicionais devem ser realizados para se determinar o mecanismo de remoção de metilmercúrio por P. putida V1. / The industrial and urban activities can result in environmental contamination by mercury, which can cause several health problems to human beings and animals. The sites contaminated with mercury and its different forms select mercury-tolerant microorganisms that may potentially be used in a strategy for remediation of these environments. Thus, the aim of this work was to isolate and characterize methylmercury-resistant bacteria from soil and sewage sludge samples, to determine the methylmercury removal ability of the most resistant isolate under different conditions of temperature, pH, presence of salts, heavy metals, NaCl, and other mercury compounds such as thimerosal, phenylmercury acetate and mercury chloride. In addition, the methylmercury enzymatic transformations and the presence of merA and merB genes were studied. A total of sixteen bacteria were isolated from soil and sewage sludge samples, with Pseudomonas putida V1, the most methylmercury-resistant isolate (MIC = 11.5 μM), volatilizing approximately 90% of methylmercury added to culture medium and tolerating copper, lead, nickel, chromium, cobalt, manganese and barium (100 to 1000 μM). This bacterial isolate removed up to 77% of methylmercury from Luria Bertani broth (LB) in pH and temperature values between 4.0-6.0 and 21-25°C, respectively. A significant reduction in the ability to remove methylmercury from LB in the presence of salts and heavy metals (57 and 79%, respectively) in comparison to controls (85 and 89 %, respectively) was observed. The enzymatic assays indicated the absence of organomercurial lyase in P. putida V1, whereas the polymerase chain reactions (PCR) indicated that this bacterium possesses merA gen, but not merB gen. The tests with radioactive markers indicated an uncommon release of 14CO2. The results of the present work suggest that P. putida V1 has the potential to remove methylmercury from contaminated sites. More studies should be carried out to determine the mechanism of removal of methylmercury by P. putida V1.

Para investigar o efeito de diferentes sistemas de manejo do solo no estoque de carbono e na composição química da matéria orgânica ao longo do perfil do solo e sobre sua capacidade de retenção de carbono, foram desenvolvidos dois estudos em Latossolos subtropicais. No primeiro estudo, foi investigada a influência do sistema de plantio direto (PD) e do sistema de preparo convencional (PC) do solo sobre o estoque de carbono e qualidade da matéria no perfil do solo e nas frações leve livre (FLL), leve oclusa (FLO) e pesada (FP) até 20 cm de profundidade de um Latossolo Bruno (LB) e de um Latossolo Vermelho (LV). No segundo, foi estudado o efeito de sistema de manejo do solo (PD e PC) sobre a capacidade de retenção de carbono nas frações silte e argila dos mesmos Latossolos do estudo I. Para tais finalidades, foram coletadas amostras deformadas de solo nas camadas de 0-2,5; 2,5-5; 5-10; 10-20; 20-30; 30-40; 40-60; 60-80 e 80-100 cm e indeformadas nas profundidades 0-5; 5-10 e 10-20 cm. O teor de carbono do solo e das frações foi determinado por combustão seca e a composição química da matéria orgânica foi analisada por técnicas espectroscópicas. Sob PD, o estoque de C foi superior (9,7 e 12,2 Mg ha-1 nas camadas de 0-2,5 cm e de 2,5-5 cm respectivamente) ao observado sob PC até 5 cm de profundidade (6,4 e 8,5 Mg ha-1 nas camadas de 0-2,5 cm e de 2,5-5 respectivamente) no LB e até 2,5 cm no LV (5,6 Mg ha-1 sob PD e 4,7 Mg ha-1 sob PC). A subsuperfície do solo armazenou 69% (no LB) e 75% (no LV) do carbono aportado anualmente ao perfil do solo em virtude do manejo do solo sob PD. Tanto no solo inteiro quanto nas frações (FLL, FLO e FP), o PD favoreceu a preservação de estruturas orgânicas lábeis e tal efeito foi mais pronunciado no LB em comparação ao LV. O LB apresentou maior retenção de C nas frações silte (52 g kg-1 sob PD e 41 g kg-1 sob PC) e argila (61 g kg-1 sob PD e 54 g kg-1 sob PC) do que o LV (Csilte = 32 g kg-1 sob PD e 31 g kg-1 sob PC e Cargila = 25 g kg-1 sob PD e sob PC), independente do manejo de solo. No LB, o sistema PD promoveu maior retenção de C nas frações comparativamente ao PC, enquanto no LV, a capacidade de retenção de C das frações não diferiu em função do manejo. Em ambos os Latossolos, a retenção de C pode ser explicada por dois processos principais de sorção; interação organo-mineral e auto-associação da matéria orgânica em estruturas tipo micelares. No LV, este último processo parece ser predominante, ao passo que no LB, ambos os mecanismos contribuem igualmente para o sequestro de carbono. / Two studies were developed in Oxisols for investigating the effect of different management systems on soil C stocks and on chemical composition of organic matter along the profile, and on the carbon retention capacity. In the first study, we investigated the the effect of no-tillage (NT) and conventional tillage (PC) on C stocks and composition of organic matter of the soil profile and of the free light fraction (FLF), occluded light fraction (OLF) and heavy fraction (HF) to 20 cm depth of a Brown Oxisol (BO) and a Red Oxisol (RO). In the second study, we investigated the C retention capacity in the silt and clay fractions of the Oxisols used in the first study. For these purposes, soil samples were collected in soil layers of 0-2.5, 2.5 to 5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80 and 80 -100 cm and undisturbed soil samples in the depth of 0-5, 5-10, 10-20 cm. The C content in soil and fractions was determined by dry combustion and chemical composition of organic matter was analyzed by spectroscopic techniques. Under NT, C stock was greater (9.7 e 12.2 Mg ha-1 in surface layers 0-2.5 cm and 2.5-5 cm respectively) than that found under CT (6.4 e 8.5 Mg ha-1 in surface layers 0-2.5 cm and 2.5-5 cm respectively) in the BO and up to 2.5 cm in the RO (5.6 Mg ha-1 under NT and 4.7 Mg ha-1 under CT). The subsoil stored 69% (in BO) and 75% (in RO) of carbon added annually to the soil profile due to soil management under NT system. In bulk soil and in the fractions (FLF, OLF and HF) as well, the NT promoted the preservation of labile organic structures. Such effect was more pronounced in BO in comparison to RO. The BO showed a greater C retention in silt (52 g kg-1 under NT and 41 g kg-1 under CT) and clay fractions (61 g kg-1 under NT and 54 g kg-1 under CT) than RO (Csilt = 32 g kg-1 under NT and 31 g kg-1 under CT and Cclay = 25 g kg-1 under NT and CT), regardless the soil management. Furthermore, in BO, the NT system promoted a greater C retention in the two fractions compared to CT, while in RO, the C retention capacity of the silt and clay fraction was not affected by the management system. In both Oxisols, C sequestration can be explained by two main sorption processes: organo-mineral interaction and self-assemblage of organic matter in micelle-like structures. In the RO, the latter process seems to be predominant, whereas in BO both mechanisms contribute equally to the C sequestration.

Os avanços da química analítica instrumental permitiram uma melhoria substancial na obtenção de informações importantes em diferentes áreas do conhecimento, dentre elas a Ciência do Solo. Este trabalho abordou questões relacionadas à análise química de solo por espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Estudos envolvendo correlação de resultados, determinação simultânea multielementar e interferências da técnica de ICP OES foram abordados em quatro capítulos: 1) revisão bibliográfica sobre ICP OES abordando funcionamento, interferências e usos com diferentes extratores; 2) teores de potássio, cálcio, magnésio, alumínio, enxofre, cobre, zinco, manganês e boro determinados por ICP OES em amostras de solo do sul do Brasil; 3) extração multielementar pela solução de Mehlich-3 e determinação simultânea por ICP OES em amostras de solo; 4) eficácia do Multicomponent Spectral Fitting (MSF) na estimativa do valor correto de fósforo determinado por ICP OES. As principais conclusões foram: 1) relações lineares significativas entre teores dos K, Ca, Mg, Al, S, Cu, Zn, Mn e B determinados por ICP e técnicas de referência; 2) a técnica ICP apresentou maior sensibilidade em relação a titulação para determinar Al trocável 3) A interpretação dos resultados do B com base nos valores obtidos pelo método curcumina-COL pode ocasionar erros devido a este não ser hábil em discriminar teores entre a estreita faixa de deficiência e suficiência para este elemento; 4) O uso da solução de Mehlich-3 em conjunto com a técnica de ICP OES teve correlação significativa para a extração de P, K, Ca, Mg, Cu e Zn em amostras de solo, podendo ser utilizado em laboratórios de análise de solo, embora não se tenha ganho prático em utilizá-la devido não ser possível determinar Al e Mn; 5) A solução de Mehlich-3 extraiu teores de Al, S, Mn e de B que não se correlacionaram significativamente com os teores extraídos pelas soluções extratoras de referência, não sendo, nas condições testadas, recomendado seu uso em conjunto com a técnica de ICP OES para a finalidade de diagnóstico da disponibilidade destes elementos; 6) A eficácia do MSF para determinar o valor verdadeiro de fósforo em matriz contendo Cu foi dependente da concentração de Cu e da relação fósforo:cobre; 7) A linha espectral do P em 213,618 nm foi mais sensível à presença do Cu em solução sendo preferível utilizar os resultados da linha espectral em 214,914 nm para determinação do P quando não utilizado o ajuste MSF. / Advances in instrumental analytical chemistry have allowed a substantial improvement in obtaining important information in different areas of knowledge, such as Soil Science. This work addressed questions related to soil chemical analysis by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). Studies involving correlation of results, simultaneous multielementar determination and interferences of the ICP OES technique were addressed in four chapters: 1) bibliographic review on ICP OES addressing operation, interferences and uses with different extractors; 2) potassium, calcium, magnesium, aluminum, sulfur, copper, zinc, manganese and boron determined by ICP OES in soil samples from southern Brazil; 3) multielement extraction by the Mehlich-3 solution and simultaneous determination by ICP OES in soil samples; 4) efficiency of the multicomponent spectral fitting (MSF) in the estimation of the correct value of phosphorus determined by ICP OES. The main conclusions about these studies were: 1) Significant linear relationships were found for K, Ca, Mg, Al, S, Cu, Zn, Mn and B determined by ICP and reference techniques; 2) The ICP technique presented higher sensitivity in relation to titration to determine Al in the extracts (3) The interpretation of the results of B on the basis of the values obtained by the curcumin-COL method may lead to errors because it is not able to discriminate between the narrow range of deficiency and sufficiency for this element; 4) The use of the Mehlich-3 solution in conjunction with the ICP OES technique had significant correlation for the extraction of P, K, Ca, Mg, Cu and Zn in soil samples, and could be used in soil analysis laboratories, although there is no practical gain in using it because it is not possible to determine Al and Mn; 5) The Mehlich-3 solution extracted contents of Al, S, Mn and B that did not significantly correlate with the contents extracted by the reference extractor solutions, and it was not recommended, under the conditions tested, its use in conjunction with the ICP OES for the purpose of diagnosing the availability of these elements; 6) The efficacy of the MSF to determine the true value of phosphorus in the Cu-containing matrix was dependent on the concentration of Cu and the phosphorus:copper ratio; 7) The spectral line of P at 213.618 nm was more sensitive to the presence of Cu in solution and it is preferable to use the spectral line of 214.914 nm for determination of P when the MSF setting is not used.

O conhecimento sobre a dinâmica do cromo (Cr) em solos com diferentes características mineralógicas contribui para otimizar a utilização de resíduos industriais que contêm o metal. Este trabalho abordou questões teóricas e práticas de química de solos com mineralogias diferentes. Estudos com dois Argissolos Vermelhos, um Latossolo Vermelho e um Cambissolo Húmico foram apresentados em quatro capítulos: 1) revisão bibliográfica sobre o Cr e sua dinâmica no meio ambiente; 2) adsorção de Cr em solos com diferentes mineralogias; 3) mineralização do hidrolisado de couro e liberação de Cr; 4) difusão de Cr no solo, comparando-se compostos de Cr orgânicos e inorgânicos. As principais conclusões foram: 1) maior teor de matéria orgânica e aumento no pH induziram à maior adsorção de Cr no solo; 2) a adsorção na fração argila é dependente do PCZ; 3) os óxidos de Fe são importantes na adsorção de Cr nos solos; 4) a taxa de mineralização e o tempo necessário para a mineralização total do hidrolisado de couro variaram em função do pH do solo e da granulometria do fertilizante; 5) foram necessários de 12 a 86 dias para mineralização total do fertilizante; 6) teor de Cr associado à fração redutível dos solos aumentou com a aplicação do hidrolisado de couro; 7) o teor de Cr(VI) foi menor que seu limite de detecção (0,3 mg kg-1) em todas as avaliações nos solos; 8) sais de Cr facilmente se movimentam nos solos, principalmente naqueles com baixo poder de retenção; e 9) o hidrolisado de couro, após mineralização, manteve o Cr no local inicialmente aplicado, sem que ocorresse movimentação nos solos. Estudos sobre a interface mineralogia e química do solo devem ser desenvolvidos para o melhor entendimento da dinâmica do Cr. / The knowledge of chromium (Cr) dynamics in soils with different mineralogical composition helps optimize the use of industrial waste containing this metal. This work shows theorical and practices questions in soil chemistry in four chapters: 1) bibliographic review of chromium and its dynamics in environment; 2) chromium adsorption in soils with different mineralogy; 3); mineralization of hydrolyzed leather and Cr release in soil; 4) diffusion of Cr in soil, comparing organic and inorganic chromium compounds. The main conclusions about these studies were: 1) higher organic matter content and pH values increase the Cr adsorption in the soil; 2) adsorption on the clay fraction is dependent on PCZ; 3) the iron oxides are important for Cr adsorption in soil; 4) mineralization rate and the time required to complete mineralization of hydrolyzed leather were depend on soil pH and the particle size of the fertilizer; 5) complete mineralization of the organic fertilizer occurred in 12-86 days; 6) Cr content associated with the reducible fraction of the soil increased with the application of hydrolyzed leather; 7) Cr(VI) was lower than its detection limit (0.3 mg kg-1) in all analysis; 8) Cr salts easily move in the soil; and 9) Cr from hydrolyzed leather, after mineralization, remained near of application place. Studies on soil mineralogy and chemistry interface should be developed to better understand the dynamics of Cr.

A mineralogia e a química do solo são duas áreas inseparáveis. Este trabalho abordou questões teóricas, metodológicas e práticas de química de solos com mineralogias diferentes e sob plantio convencional ou sistema de plantio direto. Estudos com um Argissolo Vermelho, um Latossolo Vermelho e um Latossolo Bruno foram apresentados em quatro capítulos: 1) revisão bibliográfica focada na interação de em óxidos de ferro (Fe), fósforo (P) e matéria orgânica; 2) mineralogia de óxidos de Fe e adsorção e dessorção de P; 3) difusão de P no solo e a resposta das plantas na absorção de P e distribuição radicular; 4) avaliação da adsorção de P em amostras de solo indeformadas, buscando verificar o efeito de características físicas do solo na adsorção. As principais conclusões foram: 1) maior teor de óxidos de Fe, especialmente goethita (Gt), induziu à maior adsorção de P no solo; 2) o sistema de manejo do solo não afetou a adsorção máxima de solos com alto teor de Gt; 3) o óxido de Fe Gt relacionou-se negativamente na dessorção de P no solo; 4) a difusão de P foi influenciada pelo teor de óxidos de Fe, principalmente pelo conteúdo de Gt; 5) alta adsorção ou muito alta disponibilidade de P anulou o efeito da fertilização fosfatada sobre o crescimento das plantas; 6) o P acumulado pelas plantas foi dependente da massa seca de raízes; 7) as plantas desenvolveram mais raízes na camada onde o fertilizante fosfatado foi adicionado; 8) propriedades físicas ou alto conteúdo de C orgânico de amostras indeformadas do Latossolo Bruno diminuíram a adsorção de P em comparação às amostras deformadas; e 9) amostras indeformadas de solo sob plantio direto exibiram maior dessorção de P do que as de CT. Estudos sobre a interface mineralogia e química do solo devem ser desenvolvidos para o melhor entendimento da dinâmica do P. / Mineralogy and chemistry of soil are inseparable. This work reported theorical, methodological and practical matter about soil chemistry with different mineralogy under conventional tillage and no-tillage. Studies with a Rhodic Paleudult, a Rhodic Hapludox and a Humic Hapludox were showed in four chapters: 1) a review focusing in the interaction of iron oxides, phosphorus (P) and organic matter; 2) iron oxides mineralogy and phosphorus adsorption and desorption; 3) phosphorus diffusion in soil and its effects on plant P uptake and root distribution; 4) evaluating of P adsorption in undisturbed soil samples verifying the effect of soil physic characters on adsorption. The main conclusions were: 1) greater iron oxides content, especially goethite (Gt), induces to a higher soil P adsorption; 2) soil management system did not affect P adsorption in soil with high Gt content; 3) Gt negatively correlated with soil P desorption; 4) P diffusion was affected by iron oxides content, especially by Gt content; 5) high adsorption or much high P availability cancelled the effect of phosphate fertilization on plant growth; 6) P stored in plant was dependent on root dry biomass; 7) plants developed more root in the layer where P fertilizer was added; 8) physics properties or high organic C content in undisturbed sample from Humic Hapludox induced to decrease P adsorption relative to disturbed soil samples; and 9) undisturbed sample of soil under no-tillage exhibited higher P desorption than those under conventional tillage. Studies about soil mineralogy and chemistry must be assessed in order to improve understudying of P dynamic.

A mineralogia e a química do solo são duas áreas inseparáveis. Este trabalho abordou questões teóricas, metodológicas e práticas de química de solos com mineralogias diferentes e sob plantio convencional ou sistema de plantio direto. Estudos com um Argissolo Vermelho, um Latossolo Vermelho e um Latossolo Bruno foram apresentados em quatro capítulos: 1) revisão bibliográfica focada na interação de em óxidos de ferro (Fe), fósforo (P) e matéria orgânica; 2) mineralogia de óxidos de Fe e adsorção e dessorção de P; 3) difusão de P no solo e a resposta das plantas na absorção de P e distribuição radicular; 4) avaliação da adsorção de P em amostras de solo indeformadas, buscando verificar o efeito de características físicas do solo na adsorção. As principais conclusões foram: 1) maior teor de óxidos de Fe, especialmente goethita (Gt), induziu à maior adsorção de P no solo; 2) o sistema de manejo do solo não afetou a adsorção máxima de solos com alto teor de Gt; 3) o óxido de Fe Gt relacionou-se negativamente na dessorção de P no solo; 4) a difusão de P foi influenciada pelo teor de óxidos de Fe, principalmente pelo conteúdo de Gt; 5) alta adsorção ou muito alta disponibilidade de P anulou o efeito da fertilização fosfatada sobre o crescimento das plantas; 6) o P acumulado pelas plantas foi dependente da massa seca de raízes; 7) as plantas desenvolveram mais raízes na camada onde o fertilizante fosfatado foi adicionado; 8) propriedades físicas ou alto conteúdo de C orgânico de amostras indeformadas do Latossolo Bruno diminuíram a adsorção de P em comparação às amostras deformadas; e 9) amostras indeformadas de solo sob plantio direto exibiram maior dessorção de P do que as de CT. Estudos sobre a interface mineralogia e química do solo devem ser desenvolvidos para o melhor entendimento da dinâmica do P. / Mineralogy and chemistry of soil are inseparable. This work reported theorical, methodological and practical matter about soil chemistry with different mineralogy under conventional tillage and no-tillage. Studies with a Rhodic Paleudult, a Rhodic Hapludox and a Humic Hapludox were showed in four chapters: 1) a review focusing in the interaction of iron oxides, phosphorus (P) and organic matter; 2) iron oxides mineralogy and phosphorus adsorption and desorption; 3) phosphorus diffusion in soil and its effects on plant P uptake and root distribution; 4) evaluating of P adsorption in undisturbed soil samples verifying the effect of soil physic characters on adsorption. The main conclusions were: 1) greater iron oxides content, especially goethite (Gt), induces to a higher soil P adsorption; 2) soil management system did not affect P adsorption in soil with high Gt content; 3) Gt negatively correlated with soil P desorption; 4) P diffusion was affected by iron oxides content, especially by Gt content; 5) high adsorption or much high P availability cancelled the effect of phosphate fertilization on plant growth; 6) P stored in plant was dependent on root dry biomass; 7) plants developed more root in the layer where P fertilizer was added; 8) physics properties or high organic C content in undisturbed sample from Humic Hapludox induced to decrease P adsorption relative to disturbed soil samples; and 9) undisturbed sample of soil under no-tillage exhibited higher P desorption than those under conventional tillage. Studies about soil mineralogy and chemistry must be assessed in order to improve understudying of P dynamic.

A disposição conjunta de resíduos no solo tem se mostrado uma alternativa para sua destinação final. Assim, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da aplicação e reaplicação conjunta de resíduos de curtume e carbonífero nos atributos químicos do solo e na especiação do cromo, após 15 anos de estabilização. O experimento está situado na Estação Experimental Agronômica – UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. A primeira aplicação dos resíduos foi feita em 1996 e a reaplicação, em 1999. Quatro estudos específicos, com avaliação de atributos químicos e de teores e formas de Cr, foram conduzidos com uso de amostras coletadas em 2010, nas camadas 0- 20, 20-50 e 50-80 cm. A distribuição das formas e espécies de Cr nas amostras de solo da camada superficial foi avaliada por estudos de extração sequencial, fracionamento da matéria orgânica do solo (MOS) e especiação da solução do solo pelo modelo Visual MINTEQ. O efeito corretivo do lodo de curtume sobre o pH e outros atributos ainda pode ser observado no solo da camada superficial, com expansão também para a camada subsuperficial, no tratamento com maior dose aplicada. A taxa de recuperação do Cr adicionado ao solo variou entre 49 e 58%, pelo método EPA 3050b, não sendo detectada a presença de compostos de Cr(VI). A extração sequencial mostrou que o Cr está prioritariamente associado às frações orgânica, oxídica e residual e confirmou a baixa mobilidade e biodisponibilidade deste elemento no solo. O fracionamento da MOS indicou maior associação do Cr à humina e aos ácidos fúlvicos. A especiação da solução mostrou que o Cr encontra-se predominantemente complexado por ligantes orgânicos no solo dos tratamentos sem adição de Cr, com aumento da fração complexada por ligantes inorgânicos, em especial OH-, no solo dos tratamentos com adição de Cr. / Residues disposal in soils has been an alternative for its final destination. This work aimed to evaluate the effects of tannery and coal mining residues application and reapplication on soil chemical attributes and chromium speciation after 15 years of stabilization. The field experiment is located at the UFRGS Experimental Station, in the Eldorado do Sul County, State of Rio Grande do Sul, Brazil. Residues were applied in 1996 and reapplied in 1999. Four specific studies for evaluation of soil chemical attributes and content and forms of Cr were carried out by using soil samples collected in 2010 at 0-20, 20- 50 and 50-80 cm depth layers. In the surface layer soil samples the distribution of chromium chemical forms and species was studied by sequential extraction, organic matter fractioning and soil solution speciation by Visual MINTEQ model. Tannery sludge liming effects on soil pH and related attributes were still observed at the surface layer and also on the subsurface layer in the treatment with higher dose. The recovery rate for the total amount of Cr added to the soil by the treatments ranged from 49 to 58% by the EPA 3050b method and Cr(VI) compounds were not detected on any soil samples. Sequential extraction showed that Cr is mainly associated with organic, oxidic and residual fractions; therefore this element shows low mobility and bioavailability in the soil. Organic matter fractioning showed that Cr is more associated to humin and fulvic acid fractions. Soil solution speciation showed that Cr is mainly complexed by organic ligands in the soil without Cr addition and that complexation by inorganic ligands, especially OH-, increases in the soil with Cr addition.

Este estudo subsidia a avaliação de uma proposta de emprego de proteína hidrolisada de couro na fertilização de solos do Rio Grande do Sul, como forma de aproveitamento de resíduos de curtumes. Para tanto, investigou-se a distribuição e a mobilidade potencial do cromo em diferentes solos, em que foram aplicadas doses crescentes de hidrolisado de couro. As análises envolveram métodos de fracionamento (extração sequencial) e de especiação de cromo, além da caracterização físico-química dos solos. Realizaram-se ainda testes de lixiviação com água para avaliar formas e quantidades do metal liberadas a partir do meio receptor. Os métodos analíticos utilizados demonstraram exatidão, precisão e limites de detecção satisfatórios. Os teores de Cr(VI) nas amostras de solo fertilizado e lixiviado foram menores que os limite de detecção analítico. Os resultados da extração sequencial revelaram alteração na partição do cromo nas fases dos solos fertilizados com hidrolisado de couro, em comparação às amostras usadas como referências. Para todos os solos e doses aplicadas, o cromo ocorreu preferencialmente na fração oxidável, provavelmente na forma trivalente. Os resultados indicaram que o cromo originário do hidrolisado de couro pode apresentar dinâmica ambiental diferenciada, em função das características do solo e da quantidade aplicada. Dependendo dessa quantidade, os teores residuais de cromo podem ultrapassar, ao longo do tempo, valores orientadores da legislação atualmente em uso para solos. Considerando que a interpretação dos resultados deve ser feita no contexto de várias observações, como características dos solos e limitações dos métodos empregados, obtiveram-se informações úteis sobre a origem, forma, distribuição e disponibilidade potencial de cromo a partir dos solos avaliados. / This study intends to subsidize the decision for utilizing leather hidrolysate as fertilizer in the state of Rio Grande do Sul. The distribution and potential mobility of chromium in different soils, applied in increasing amounts of leather hidrolysate were investigated. The analyses involved sequential fractioning procedure and speciation of chromium, in addition to the physico-chemical characterization of soils. Further tests of leaching with water were performed to evaluate forms and quantities of the metals released from the treated soils. The analytical methods used have shown adequate accuracy, precision and detection limits. The Cr(VI) content in fertilized soil and in the leachate was below the limit of analytical detection. The results of sequential extraction revealed changes in the partition of chromium in the phases of the soils fertilized with leather hidrolysate, when compared with samples used as references. For all the soils and applied doses, the chromium occurred preferentially in oxidizable fraction, probably in the trivalent form. The results indicated that the chromium present in the leather hidrolysate may have a different environmental impact depending on the characteristics of the soil and the amount applied. Depending on the amount applied, over time, the chromium accumulated can overcome the guidance values established by the legislation currently in use for Brazilian soils. Although the data obtained must be interpreted with care and in the context of many observations, such as soil charactheristics and limitations of the analytical methods employed, this study generated useful information on the origin, chemical form, distribution and potential availability of chromium from the soils evaluated.