Orientador: Jorge Hamada / Banca: Ana Silvia Palcheco Peixoto / Banca: Vagner Roberto Elis / Resumo: A disposição de resíduos sólidos no solo gera frequentes preocupações ambientais, sociais e de saúde pública. Os aterros sanitários de pequeno porte são uma alternativa sugerida por órgãos ambientais no Estado de SP para que pequenos municípios possam destinar seus resíduos de forma ambientalmente segura, a custos reduzidos. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar, sob a análise de aspectos físicos e geofísicos, se este mecanismo possui capacidade em conter os líquidos percolados das colunas de resíduos, evitando riscos de contaminação no solo e águas subterrâneas. Para tanto, características físicas da área de influência do aterro foram determinadas com auxílio de mapas, assim como as características físicas foram determinadas através de ensaios padrão. O método da Eletrorresistividade foi empregado para caracterizar o solo em subsuperfície e estimar sua capacidade na atenuação de contaminantes. Os resultados mostraram o potencial de aplicação deste método, através da relação entre elevada carga iônica e baixa resistividade elétrica, definindo com clareza o limite das plumas de contaminantes. O chorume ocorre em grande parte das valas mais recentes, devido à etapa de decomposição. Valas antigas apresentaram tendência de aumento na resistividade, significando queda na geração de chorume, concomitante ao aumento do tempo de resistividade dos resíduos. Assim, a zona de influência dos resíduos limitou-se à 20 m da área de disposição no plano horizontal e até 8,5 em profundidade. As propriedades físico-químicas do solo argiloso local influenciaram o comportamento da pluma de contaminantes, visto a redução destas ao longo do tempo. Destacam-se o mineral de argila e a granulometria como os possíveis principais responsáveis pela atenuação natural dos contaminantes. Em alguns... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The disposal of solid waste in the soil often creates environmental, social and public health concerns. Small landfills are an alternative suggestion by environmental agencies in the State of São Paulo so small cities direct their waste in an environmentally safe manner, at costs. This research is aimed to evaluate, under the analysis of physical and geophysical concepts, if this mechanism has the capacity to contain lanchated liquid from the columns of waste, avoiding risks of contamination in soil and groundwater. Thus, physical characteristics of landfill catchment area were determined with the aid of maps, as well as the physical characteristics of the local soil were determined by standard assays. The Electrical Resistivity method was employed to characterize the subsoil and to estimate its ability to attenuate contaminants. The results showed the potential application of this method through the relationship between hhigh ionic charge and low resistivity, defining clearly the limits of contaminant plumes. Leachate occurs largely in the more recent dithes, due to the decomposition phase. Older ditches tended to increase in resistivity; it means decrease of leachate generation, as well the increase of waste time residence. Thus, the waste influence zone was limited to 10 m of the disposal area in the horizontal plane and up to 8.5 m in depth. The physicochemical properties of the clay soil spot have influenced the contaminants plume behavior, to reduce it along the time. Emphasizing this are the clay mineral and grain size held as possible primary accountable for natural attenuation of contaminants. At some ponts, it is estimated that the layer of unsaturated soil under the ditches be less that one meter, it does not comply the criteria for exemption of additional waterproofing, established in NBR 15.849:2010 Municipal solid waste... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Heraldo Luiz Giacheti / Banca: Giulliana Mondelli / Banca: Roger Augusto Rodrigues / Resumo: Para a avaliação da contaminação dos solos em áreas de disposição de resíduos sólidos é fundamental conhecer a permeabilidade desses solos, quantificada pela condutividade hidráulica (k). Pesquisas anteriores avaliaram a contaminação que ocorre no Aterro de Resíduos Sólidos Urbanos de Bauru/SP, e sugerem valores de K para os solos que ocorrem no local. O objetivo desta pesquisa é dar continuidade aos estudos de investigação neste aterro, buscando encontrar valores representativos de K para os diferentes tipos de solos que ocorrem na área, empregando técnicas de ensaios em campo e laboratório. No laboratório foram realizados ensaios de condutividade hidráulica em permeâmetros de parede rígida e flexível a carga variável e constante em amostras indeformadas. Em campo, foram conduzidos ensaios de recuperação em poços de monitoramento (Slug Test), zona saturada, e ensaios de condutividade com o permeâmetro de Guelph na zona não saturada. Quatro tipos de solos são encontrados na região do aterro, coluvião, aluvião e residual de arenito. No laboratório, utilizando permeâmetros de parede rígida, foi possível encontrar valores médios de K para o colúvio e o alúvio, sendo estes, respectivamente, k=2,6x10-6, 2,0x10-5 m/s. Paro o solo residual e para o arenito utilizou-se de permeâmetros de parede flexível para a realização dos ensaios, com saturação por contra pressão, obtendo-se os valores de k=1,2x10-7 e 3,3x10-8 m/s, respectivamente. No campo para o solo residual encontraram-se valores de K de 3,7x10-7 m/s na zona saturada e de 3,4x10-7 e 1,3x10-7 m/s para a zona não saturada. No solo coluvionar obteve-se um valor de K de 5,3x10 na zona não saturada. No aluvião encontrou-se grande variação de K com a profundidade, obtendo-se um valor médio para a zona saturada d 7,9x10-7 m/s. Já, para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the assessment of soil contamination caused by solid waste disposal sites it is essential to investigate the soils permeability, quantified by the hydraulic conductivity (k). Previous research has assessed the contamination that occurs in the Brazil/SP Municipal Solid Waste disposal site, and suggested K values for the soils that occur at this site. The objective of this research is to continue the investigation studeies at the site, aiming to find representative K values for all the different soil types that occur in the area, using both laboratory and in situ testing techniques. Laboratory hydraulic conductivity tests were performed in rigid and flexibe wall permeameters by variable and constant head on undisturbed soil samples. Slug Tests in monitoring wells (saturated zone) and hidraulic conductivity tests with the Guelph permameter (unsaturated zone) were carried out in situ. Four types of soils are found in the site: colluvium, alluvium, sandstone and residual sandstone. The average K values for the colluviam and alluvium determined in the rigid wall permeameter were qual to 2.6x10-6 and equal to 2.0x10-5 m/s, respectively. The flexibe wall permeameter was used to carry out lab tests in the residual soil and sandstore, using backpressure saturation, obtaining the K values equal to 1.2 x 10-7 and equal to 3.3x10-8 m/s, respectively. A K value of 3.7x10-7 m/s for the residual soil was determined in situ in the saturated zone and K values of 3.4x10-7 and 1.3x10-7 m/s were determined in the unsaturated zone. For the colluvium soil, a K value of 5.3x10-6 m/s in the unsatured zone was determined. The K values varied with depth in the Alluvium, and the average valeu for the saturated zone was 7.9x10-7 m/s. It was not possible to carry out in situ tests in the residual soil. The representative K value were equal to 5.3x10-6, 1.1x10-4 and 1.2x10-7... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Mara Lemke de castro.pdf: 1167143 bytes, checksum: 4fa69c36a360ed8098578d282470d5a8 (MD5) Previous issue date: 2009-07-31 / The intensification of the use of land for farming has caused great concern, mainly due to the impacts that these activities are causing the environment, particularly with regard to it s contamination by chemicals. The application of chemicals and waste ground and in several, or in plants in order to take agronomically solid waste, improve productivity and increase agricultural production has been growing in the practices of cultivation. The form of improper disposal of waste in the soil, without any control of dose and form of application, and without knowledge of their ability to assimilate the different soil types, possibly predisposing the occurrence of contamination and pollution along the profile these soils and may reach the water table and contaminate groundwater. This work aimed the analysis of the retention of some heavy metals in Ultisol, Oxisol Typic Acrustox, Quartzipsamment and Kandic Oxisol found in savannah soil of the Goiás. Heavy metals in tests were Cadmium (Cd+2), lead (Pb+2), copper (Cu+2), chromium (Cr+3 and Cr+6), nickel (Ni+2) and zinc (Zn+2). The sorption of the heavy metals in soil was evaluated by batch method and described by potential and linear models of the Freundlich isotherm. For the establishment of sorption isotherm were added in 5,0 cm3 of soil and 50,0 cm3 of solution containing the heavy metal being assessed with different concentrations within the limits acceptable soil. The potential and linear sorption isotherm submitted a good adjusted to describe the behavior of adsorption of heavy metals in different classes of soil studied. The detention of heavy metals in descending order was the Ultisol: Cr+3 > Cr+6 > Ni+2 > Zn+2 > Cu+2 > Pb+2 > Cd+2; Oxisol Typic Acrustox: Cr+3 > Cr+6 > Ni+2 > Cu+2 > Cd+2 > Zn+2 > Pb+2; Quartzipsamment: Cr+6 > Cr+3 > Cu+2 > Pb+2 > Ni+2 > Zn+2 > Cd+2; Kandic Oxisol: Cr+3 > Cr+6 > Pb+2 > Cu+2 > Zn+2 > Ni+2 > Cd+2. The Quartzipsamment presented a less retention metal comparison other classes of soil, and therefore more vulnerable to contamination of groundwater. / A intensificação do uso das terras para fins agropecuários tem causado grande preocupação, devido, principalmente, aos impactos que essas atividades vêm causando ao meio ambiente, sobretudo no que diz respeito à sua contaminação por substâncias químicas. A aplicação de produtos químicos e de resíduos diversos no solo e, ou, nas plantas, com o propósito de aproveitar agronomicamente resíduos sólidos, melhorar a produtividade e aumentar a produção agrícola, tem sido crescente nas práticas de cultivo. A forma inadequada de disposição de resíduos no solo, sem qualquer controle das doses e da forma de aplicação, e sem o conhecimento da capacidade de sua assimilação pelos diferentes tipos de solos, possivelmente, predispõem a ocorrência de contaminação e de poluição ao longo do perfil desses solos, podendo alcançar o lençol freático e contaminar as águas subterrâneas. Objetivou-se com este trabalho a análise da retenção de alguns metais pesados nas classes de solo Argissolo Vermelho Eutrófico, Latossolo Vermelho Acriférrico, Neossolo Quartzarênico e Nitossolo Vermelho Eutroférrico encontrados em áreas de cultivo do Estado de Goiás. Os metais tóxicos avaliados nos ensaios de sorção foram cádmio (Cd+2), chumbo (Pb+2), cobre (Cu+2), cromo (Cr+3 e Cr +6), níquel (Ni+2) e zinco (Zn+2). A sorção dos metais foi avaliada pelos modelos potencias e lineares da isoterma de Freundlich. Para o estabelecimento de isotermas de sorção foram adicionados em 5,0 cm3 de solo e 50,0 cm3 de solução contendo o metal tóxico a ser avaliado com diferentes concentrações, respeitando os limites aceitáveis. As isotermas de sorção potencial e linear apresentaram um bom ajuste para descrever o comportamento de adsorção dos metais tóxicos nas diferentes classes de solos estudadas. A sequência da retenção dos metais tóxicos em ordem decrescente foi, para o Argissolo Vermelho Eutrófico: Cr+3 > Cr+6 > Ni+2 > Zn+2 > Cu+2 > Pb+2 > Cd+2; Latossolo Vermelho Acriférrico: Cr+3 > Cr+6 > Ni+2 > Cu+2 > Cd+2 > Zn+2 > Pb+2; Neossolo Quartzarênico: Cr+6 > Cr+3 > Cu+2 > Pb+2 > Ni+2 > Zn+2 > Cd+2; Nitossolo Vermelho Eutroférrico: Cr+3 > Cr+6 > Pb+2 > Cu+2 > Zn+2 > Ni+2 > Cd+2. O Neossolo Quartzarênico apresentou uma menor retenção de metais em comparação às demais classes de solo, sendo, portanto, mais vulnerável à contaminação das águas subterrâneas.

Os impactos ambientais relacionados ao uso de agrotóxicos em áreas agrícolas vêm sendo considerados como preocupantes nas últimas décadas, verificando-se efeitos adversos em diferentes níveis de organização biológica nos ecossistemas terrestres e aquáticos e, consequentemente, com elevados riscos à saúde humana. No municipio de Bom Repouso, MG, com economia baseada na produção de batata e morango, a situação é similar, evidenciando-se a utilização intensiva e inadequada de agrotóxicos (mais de 80 produtos), muitos com alta periculosidade ambiental e toxicológica, entre eles o Vertimec® 18 EC. No sentido de verificar os impactos do uso deste agrotóxico, estudos experimentais foram conduzidos para avaliação de efeitos agudo, crônico (reprodução) e comportamental (rejeição) com Eisenia andrei (Annelida, Oligochaeta), além da realização de ensaio multi-espécies, com populações da fauna edáfica extraidas de área do CRHEA/SHS/EESC/USP, Itirapina, SP. Por meio dos resultados obtidos, verifica-se que para E. andrei a CL50, 14dias foi de 7,64 mg/kg, sendo que a sobrevivência dos organismos nos ensaios crônicos (28 dias) só diferiu significativamente (p<0,05) do controle na maior concentração (10,5 mg/kg). Os sobreviventes apresentaram alterações morfológicas (afilamento e descoloração da parte posterior; estrangulamentos em diferentes regiões do corpo; fragmentação e perda de segmentos, principalmente posteriores), comportamentais (letargia ou lentidão na resposta a estímulos mecânicos) e diminuição do peso corporal, correlacionadas ao aumento das concentrações do agrotóxico. Em relação à reprodução, o número médio de juvenis (n = 4) passou de 33 (Controle) para 3 (0,875 mg de abamectina/kg SAT), não ocorrendo reprodução nos demais tratamentos. Nos ensaios de comportamento, houve rejeição, com diferença significativa (p<0,05) em relação ao controle, a partir de 1,75 mg abamectina/kg. Nos ensaios com multi-espécies verificou-se efeito significativo na densidade (p<0,05), sendo maior no controle, no qual também foram registrados os maiores índices de diversidade e riqueza para fauna edáfica, e menor índice de dominância, em relação à dose recomendada (DR). / Environmental impacts of pesticides use in agricultural areas have been a matter of worry in the last decades, with adverse effects on different levels of biological organization of terrestrial and aquatic ecosystems and, consequently, denoting high risks to human health. At Bom Repouso, MG, Brazil, where economy is based on potato and strawberry production, the situation is similar, with intensive and inappropriate pesticide use (more than 80 products), many very dangerous and toxic to the environment and humans, such as Vertimec® 18 EC. Aiming to verify the impacts of the use of this pesticide, experimental studies were conducted to evaluate the acute, chronic (reproduction) and behavioral (avoidance) effects on Eisenia andrei (Annelida, Oligochaeta), in addition to an multi-species assay, with edaphic fauna populations extracted from an area at CRHEA/SHS/EESC/USP, Itirapina, SP. The LC50, 14d for E. andrei was 7.64 mg/kg and the survival of earthworms on chronic test (28 days) differed significantly (p<0.05) from control only at the highest concentration (10.5 mg abamectin/kg soil). Survivors showed morphological (threadlike and colorless posterior region; constrictions on different body regions; fragmentation and loss of segments) and behavioral (lethargy or slowness o respond to mechanical stimuli) alterations and weight loss correlated to increasing pesticide concentrations. Respecting to reproduction, average (n = 4) number of juvenile was 33 (Control); 3 (0.875 mg de abamectin/kg soil) and 0 (other treatments). Earthworms avoided contaminated soils, with significant difference (p<0.05) from control, from 1.75 mg abamectin/kg soil. Multi-species tests showed significant effect (p<0.05) on density, higher on control, which showed higher diversity and richness indexes for edafic fauna, and small dominance index, compared to recommended dose (DR).

Soil pollution by heavy metals caused by anthropogenic activities is a problem in many countries. Cadmium (Cd) is one of the most hazardous elements due to its relatively high mobility in soils and transfer to plants. The main human exposure pathway to Cd is through the vegetable consumption and depends on the exposure scenario. Thus, defining a critical limit of Cd in soil is necessary. Barium is an earth alkaline element that can be toxic to humans and plants when it is present in the free form (Ba2+). However, only few studies have focused on Ba in soil. Soil characteristics influence Cd and Ba availability for plant uptake. Both metals may affect plant growth and metabolism and cause oxidative stress. The aims of this study were: (i) to compare tropical and temperate datasets to establish critical soil Cd concentrations for the State of São Paulo, Brazil; (ii) to evaluate the influence of liming on Cd availability and accumulation in lettuce in order to calculate site specific critical soil Cd concentrations for two typical tropical soils from the State of São Paulo; (iii) to evaluate the effects of Cd and Ba concentrations on plant growth, lipid peroxidation and activities of antioxidant enzymes in leaves of soybean, grown in tropical soils with contrasting properties. The Cd uptake from the tropical dataset was higher as compared to the temperate dataset. Critical soil Cd concentrations were from 1.7 to 3.2- fold lower when tropical soil data were used. It is suggested that only literature data, regarding Cd in soils and vegetables, from tropical regions should be used for the State of São Paulo to derive critical soil Cd concentrations. Cadmium accumulated linearly in lettuce at soil concentrations up to 12 mg kg-1. In both soils, a slight reduction on Cd uptake was observed as a response to liming. The calculated critical soil Cd concentrations were lower in the Ultisol because of the differences in soil characteristics. Besides, there was a positive correlation with the vegetable consumption rates. Cadmium strongly reduced soybean growth at concentrations from 5.2 mg kg-1, while Ba only slightly reduced at 600 mg kg-1 in the sandy Entisol. The activities of superoxide dismutase, catalase and glutathione reductase were dependent mainly on the soil type: soybean plants grown in the Entisol suffered higher oxidative stress than those grown in the clayey Oxisol and, consequently, responded less to the increase of metal concentrations. / A poluição do solo por metais pesados causada principalmente por atividades antrópicas é um problema em muitos países. Cádmio (Cd) é um dos elementos mais perigosos devido à sua mobilidade relativamente alta em solos e transferência para as plantas. A principal via de exposição humana ao Cd é por meio do consumo de vegetais e depende do cenário de exposição. Assim, a definição de um limite crítico de Cd no solo é necessária. O bário (Ba) é um elemento alcalino-terroso que pode ser tóxico aos seres humanos e às plantas, quando absorvido na sua forma livre (Ba2+). No entanto, há poucos estudos sobre Ba em solos. As características do solo influenciam na disponibilidade de Cd e Ba para absorção pelas plantas. Ambos os metais podem afetar o crescimento e metabolismo das plantas e causar estresse oxidativo. Os objetivos deste estudo foram: (i) comparar resultados oriundos de regiões tropicais e temperadas para determinar concentrações críticas de Cd em solos para o Estado de São Paulo; (ii) avaliar a influência da calagem na disponibilidade e no acúmulo de Cd em plantas de alface, a fim de calcular as concentrações críticas de Cd específicas para solos do Estado de São Paulo; e (iii) avaliar os efeitos das concentrações de Cd e Ba no crescimento das plantas, na peroxidação lipídica e na atividade de enzimas antioxidantes em folhas de soja, cultivada em solos tropicais com propriedades contrastantes. A absorção de Cd a partir do conjunto de dados de solos tropicais foi maior em relação ao de dados de clima temperado. As concentrações críticas de Cd no solo foram de 1,7 a 3,2 vezes menores quando os dados de solos tropicais foram utilizados. Sugere-se que apenas resultados de literatura de regiões tropicais, em relação a Cd em solos e vegetais, sejam utilizados para o Estado de São Paulo para derivação de concentrações críticas de Cd em solo. O Cd acumulou linearmente em alface em concentrações de até 12 mg kg-1 no solo. Apenas uma leve redução na absorção de Cd em resposta à calagem foi observada tanto no Latossolo quanto no Argissolo. As concentrações críticas de Cd foram menores no Argissolo do que no Latossolo, devido às diferenças nas características dos mesmos. Tais concentrações críticas tiveram correlação positiva com o consumo de hortaliças. O Cd reduziu fortemente o crescimento da soja em concentrações a partir de 5,2 mg kg-1, enquanto Ba causou apenas ligeira redução na dose de 600 mg kg-1 no Neossolo Quartzarênico. As atividades das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa redutase dependeram, principalmente, do tipo de solo. Assim, as plantas de soja cultivadas no Neossolo sofreram mais estresse oxidativo do que as cultivadas no Latossolo. Conseqüentemente, a resposta das enzimas ao aumento das concentrações de metais foi pequena.

A contaminação dos solos por elementos potencialmente tóxicos provoca alterações na estrutura e no funcionamento dos ecossistemas, além de oferecer riscos à saúde pública. Embora os metais pesados ocorram naturalmente, fontes antropogênicas contribuem para o aumento das taxas de redistribuição desses elementos entre os compartimentos do ambiente. O coeficiente de distribuição ou partição sólido-solução (Kd) permite observar a afinidade entre os metais e os colóides do solo. O Kd é peça-chave em muitos modelos para definição de valores orientadores e para previsão de riscos ambientais, e seu valor é dependente das condições edafoclimáticas das regiões onde se assentam os solos. Os valores de Kd de metais pesados ainda não foram determinados para solos da região Amazônica. Nesse estudo objetivou-se determinar os valores de Kd de metais pesados em solos do Estado do Pará. Para tanto foram conduzidos experimentos de adsorção, tipo batch, nos quais foram adicionados 0,5; 1,0; 2,5; 5,0 mg L-1 de Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, e Zn em amostras de 21 solos paraenses. As menores variações nos valores absolutos de Kd foram registradas para o Pb (uma ordem de magnitude - 196,4 a 5.572,5 L kg-1) e para o Cu, Hg e Ni (duas ordens de magnitude 50,5 a 7.368,7; 24,9 a 4.191,6; 4,7 a 524,2 L kg- 1, respectivamente). Variações de três ordens de magnitude foram observadas para: Cd (6,0 a 2.471,9 L kg-1), Co (2,7 a 4.604,1 L kg-1), Cr (2,5 a 1.811,6 L kg-1) e Zn (1,4 a 7.933,0 L kg-1). Obteve-se a seguinte ordem de afinidade: Pb > Cu > Hg > Cr > Cd Co > Ni > Zn. O pH, os teores dos óxidos de Fe e de Mn e a CTC foram os atributos dos solos que mais se correlacionaram com os valores de Kd, que foram inferiores aos estabelecidos por Agências Internacionais e para o Estado de São Paulo. / Soil contamination by potentially toxic elements affects the structure and the functioning of the ecosystems and pose risks to public health. Although heavy metals occur naturally, anthropogenic sources contribute to increased rates of redistribution of these elements between the compartments of the environment. The solid-solution coefficient of distribution or partition (Kd) shows the affinity between metals and soil colloids. Kd is a key componentt in many models for defining and guiding values for prediction of environmental hazards, and its value is dependent on environmental conditions in the regions where they settle the soil. Kd values for heavy metals have not been determined for soils in the Amazon region. In this study, these values were obtained for 21 soils of the State of Pará, Brazil. Adsorption experiments were conducted, type \"batch \", by means of the adition of 0.5, 1.0, 2.5, 5.0 mg L-1 of Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, and Zn to the soils. The small variations in the absolute values of Kd were recorded for Pb (an order of magnitude 196.4 to 5,572.5 L kg-1) and for Cu, Hg and Ni (two orders of magnitude 50.5 to 7,368.7; 24.9 to 4,191.6; 4.7 to 524.2 L kg-1, respectively). Variations of three orders of magnitude were observed for: Cd (6.0 to 2,471.9 L kg-1), Co (2.7 to 4,604.1 L kg-1), Cr (2.5 to 1,811.6 L kg-1), and Zn (1.4 to 7,933.0 L kg-1). We obtained the following order of affinity: Pb > Cu > Hg > Cr > Cd Co > Ni > Zn. The pH, the contents of Fe and Mn oxides, and CEC were the soil attributes that correlated significantly with the values of Kd, which were lower than those set by international and the State of São Paulo, Brazil, agencies.

Os órgãos de monitoramento ambiental necessitam de indicadores de referência para a avaliação continuada dos impactos ambientais. Indicadores são obtidos por meio da comparação dos teores totais de elementos tóxicos de um solo com valores determinados em condições naturais (não poluídos) ou com valores de referência. No Brasil, com a crescente demanda social pela melhoria e manutenção da qualidade ambiental, alguns estudos foram realizados com o objetivo de estabelecer valores orientadores para metais pesados em solos. Estes são valores préestabelecidos quanto à presença de substâncias químicas que possibilitam a verificação de possível contaminação. A legislação brasileira estabelece três valores orientadores: Valores de Referência de Qualidade (VRQs), de Prevenção (VP) e de Investigação (VI). O VRQ indica o limite de qualidade para um solo considerado limpo a ser utilizado em ações de prevenção da poluição do solo e no controle de áreas contaminadas. Foram coletadas amostras de solo dos estados de Mato Grosso e Rondônia, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm, em áreas de vegetação nativa (sem ou mínima intervenção antrópica). Objetivou-se com essa dissertação: (i) determinar os valores de referência de metais pesados em solos de Mato Grosso e Rondônia; (ii) avaliar métodos de extração de teores pseudototais de metais pesados (EPA 3051 e Água Régia); (iii) correlacionar estes valores com atributos físicos e químicos dos solos; (iv) correlacionar os resultados desse estudo com valores já estabelecidos para solos de outros estados brasileiros. Partiu-se das hipóteses: i) não ocorrerão diferenças entre os teores naturais de metais pesados nos solos de Mato Grosso e Rondônia pelos dois métodos de extração de teores pseudototais de metais; ii) os VRQ de metais pesados para os solos de Mato Grosso e Rondônia são diferentes dos VRQ obtidos para solos de outros estados brasileiros; e iii) haverá correlação significativa entre os teores naturais de metais pesados e os atributos físicos e químicos dos solos. Houve diferença entre os métodos da água régia e EPA 3051 para recuperação dos metais Co, Ni, Pb e Zn, sendo a água régia o método que mais extraiu esses elementos, enquanto os teores de Cr e de Cu não diferiram entre os métodos. A água régia, em geral, apresentou maiores recuperações dos teores pseudototais de metais pesados nos solos. Os teores dos óxidos de Fe e Mn foram as variáveis que, de forma geral, mais correlacionaram com os metais pesados. O teor de carbono orgânico não contribuiu para avaliação da variação geral dos teores de metais por não correlacionar significativamente com nenhuma variável. As variações encontradas entre os teores de metais pesados dos solos do mundo e de outros estados brasileiros reafirma a necessidade da obtenção de valores de referência para cada estado ou para cada tipo de solo, dependendo da variação das características geomorfológicas, pedológicas e geológicas do estado. / Environmental monitoring institutions need benchmarks for continuous assessment of environmental impacts. Indicators are obtained by comparing the total levels of toxic elements in soils with values determined in natural conditions (unpolluted) or with reference values. Because of the growing social demand for improvement and maintenance of environmental quality in Brazil, some studies have been carried out to establish guideline values for heavy metals in soils. These are pre-set values for the presence of chemicals that enable the verification of possible contamination. The Brazilian National Environmental Agency establishes three guideline values: Reference Value (RV); Prevention Value and Intervention Value. The RV indicates the quality threshold for a considered clean soil to be used in actions to prevent pollution of soil and control of contaminated areas. Soil samples were collected from the states of Mato Grosso and Rondônia, Brazil, at 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm layers, in areas of native vegetation (no or minimal human intervention). The objectives of this thesis were: (i) to determine the reference values of heavy metals in soils of Mato Grosso and Rondonia, (ii) to evaluate extraction methods for pseudototais levels of heavy metals (EPA 3051 and aqua regia), (iii) to correlate these values with physical and chemical soils attributes, and (iv) to correlate the results of this study with values established for soils from other Brazilian states. It started from following assumptions: i) no differences will be observed between the natural contents of heavy metals in soils of Mato Grosso and Rondônia by the two extraction methods, ii) the RV of heavy metals for Mato Grosso and Rondônia soils are different from RV obtained for soils from other Brazilian states, and iii) there are significant correlations between natural levels of heavy metals and the physical and chemical attributes of soils. Differences between aqua regia and EPA 3051 were found for Co, Ni, Pb and Zn, the aqua regia method extracting a higher amount of these elements, while the levels of Cr and Cu did not differ between the methods. The aqua regia, in general, had a better recovery of the pseudototal levels of heavy metals in the soils. Contents of Fe and Mn oxides were the variables that, in general, more correlated with the contents of heavy metals in the soils. The organic carbon content did not contribute to assessment of the overall variation of the metal levels because it did not correlate significantly for any variable. Differences between the levels of heavy metals in soils of the world and from other Brazilian states reaffirm the necessity of obtaining reference values for each state or each type of soil, depending on the variation of geomorphological, pedological and geological features of the state.

Potentially harmful elements (PHE) are found naturally in soils, usually in low concentrations. However, due to the intensity of the anthropic activities, the concentrations of these elements may increase and have negative effects on the environment and human health. Methods for risk assessment may predict or indicate the level of exposure to contamination of an area. In addition to the total or pseudo-total concentration of PHE, generally extracted with acidic solutions, it is possible to determine the reactive, bioavailable and bioaccessible levels of these elements in order to evaluate the degree of soil contamination. Urban soil samples located in residential areas were collected in Piracicaba, State of São Paulo (SP) and in Santo Amaro, State of Bahia, including soils collected near a primary lead smelter area (COBRAC/Plumbum), where researchers detected elevated levels of PHE. Soils samples in an old lead metallurgy plant (Usina do Calabouço / IPT), which today belongs to the Centro Integrado de Ensino Multidisciplinar (CIEM/ Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) - Geological Survey of Brazil) in Apiaí, located in the Upper Ribeira Valley (SP) were also collected. In vitro methods have been used in several countries to assess the bioaccessibility of PHE in humans. In this study, procedures based on ingestion and inhalation of soils using the Unified BARGE Method (UBM) and Artificial Lysosomal Fluid (ALF) methods were used to obtain the bioaccessible concentration in the gastrointestinal and pulmonary tract, respectively. As the bioaccessible fraction does not estimate the concentration absorbed and transported into the bloodstream, the in vitro method using Caco-2 cells, which are derived from human colon adenocarcinoma, was used to assess the amount of PHE that intestinal cells can absorb. The mineralogical data was obtained, and the sequential extraction of As, Cd, Cu, Mn, Pb and Zn was carried out to evaluate their interaction with lung fluid and gastric/gastrointestinal fluids. As expected, mine tailing samples had the highest pseudo-total concentrations of PHE in comparison to soil and sediment samples, both in the bulk soil (2 mm) and in the 250 &mu;m and 10 &mu;m sizes. Both respiratory and oral bioaccessibility of PHE varied widely among matrices, indicating that they were influenced by matrices´ chemistry, physical and mineralogical characteristics. The respiratory bioaccessible fraction, calculated as a percentage of the PHE pseudo-total concentrations, ranged from 13 - 109% for As; 14 - 98% for Cd; 21 - 89% for Cu; 46 - 140% for Pb, 35 - 88% for Mn and; 21 - 154% for Zn. Gastric bioaccessibility was greater than gastrointestinal bioaccessibility, ranging from 0-33% and 0-26% for As; 0-69% and 0-40% for Cd; 18-75% and 12-89% for Cu; 24-83% and 7-50% for Pb; 43-105% and 27-97% for Mn; 14-88% and 6-46% for Zn. Pseudo-total concentration provided a good estimate of respiratory and oral bioaccessibility, but the in-vitro methods provided more accurate results. Caco-2 cell line (in vitro test) was a good model for evaluating the effect of PHE exposure, but further studies on the transport and bioavailability of PHE in intestinal cells are needed. / Elementos potencialmente nocivos (EPN), dentre eles os metais pesados, são encontrados naturalmente nos solos, geralmente em baixas concentrações. Porém, devido à intensidade das atividades antrópicas, as concentrações destes elementos podem aumentar e ocasionar efeitos negativos ao meio ambiente e à saúde humana. Métodos para a avaliação de risco podem prever ou indicar o nível da exposição de uma área à contaminação. Além do teor total ou pseudototal de EPN, geralmente extraídos com soluções ácidas, pode-se determinar os teores nas frações reativa, biodisponível, bioacessível destes elementos para avaliação do grau de contaminação do solo. Por sua vez, métodos in vitro têm sido utilizados em vários países para avaliar a bioacessibilidade de PHE em seres humanos. Neste trabalho foram utilizadas amostras de solo urbano coletadas em Piracicaba e solos coletados em áreas de uma antiga usina de metalurgia de chumbo (Usina do Calabouço/IPT) na cidade de Apiaí, ambas localizadas no Estado de São Paulo; e na cidade de Santo Amaro, Bahia, onde foram coletadas amostras de solos urbanos localizados em áreas residenciais, principalmente próximas a uma antiga área de refino de chumbo, onde foram detectados níveis elevados de EPN. Foram avaliados procedimentos baseados na ingestão e na inalação de solos coletados por meio dos métodos Unified BARGE Method (UBM) e do Artificial Lysosomal Fluid (ALF) para obtenção do teor bioacessível nos fluidos gastrointestinais e nos fluidos pulmonares, respectivamente. Como a fração bioacessível não estima a concentração absorvida e transportada para a corrente sanguínea, o método in vitro, utilizando células Caco-2, que são extraídas de adenocarcinoma do cólon humano, foi usado para avaliar a quantidade de EPN que as células intestinais podem absorver. As características mineralógicas das amostras e a extração sequencial de As, Cd, Cu, Mn, Pb e Zn foram obtidas para avaliar a interação com fluido pulmonar e do o suco gástrico e gastrointestinal. Como esperado, as amostras de rejeito de mineração apresentaram as maiores concentrações pseudototais de EPN em comparação com as amostras de solo e sedimento, tanto nas amostras < 2mm, como nas amostras de tamanho < 250 &mu;m e < 10 &mu;m. A bioacessibilidade respiratória e oral dos EPN variou amplamente entre as matrizes, indicando que foram influenciadas por características químicas, físicas e mineralógicas das matrizes. A fração bioacessível respiratória, calculada como porcentagem das concentrações de EPN pseudototal, variou de 13 a 109% para As; 14 - 98% para Cd; 21 - 89% para Cu; 46 - 140% para Pb, 35 - 88% para Mn e; 21 - 154% para Zn. A bioacessibilidade gástrica foi maior que a bioacessibilidade gastrointestinal, variando de 0 a 33% e 0 a 26% para As; 0-69% e 0-40% para Cd; 18-75% e 12-89% para Cu; 24-83% e 7-50% para Pb; 43-105% e 27-97% para o Mn; 14-88% e 6-46% para Zn. A concentração pseudototal forneceu uma boa estimativa para bioacessibilidade respiratória e oral, mas os métodos in vitro fornecem resultados mais precisos. A linhagem celular Caco-2 foi um bom modelo para avaliar o efeito da exposição ao PHE, mas são necessários mais estudos sobre o transporte e biodisponibilidade de PHE em células intestinais.

Three field sites were chosen to study the environmental assimilative capacity of heavy metals in soil. These sites were the Werribee Farm and the Myome Farm in Australia and Shenyang Zhangshi Irrigation Area in China. The Werribee Farm and the Shenyang Zhangshi Irrigation Area received sewage treatment and application on land for a long time. The Myome farm is an experimental site in which investigations on land application of municipal wastewater on water repellent soils is currently being trailed. Heavy metal contamination, in particular Cr, Cu and Zn, in the Land Filtration soil of Werribee Farm was widespread. More than a century of sewage irrigation has occurred in the Werribee Farm. The temporal distribution pattern of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) in the soil at this site follow an exponential trend with time and the spatial distribution pattern of accumulation of heavy metals in different paddocks correlates with the number of years of sewage irrigation at that site in the Farm. Extensive sewage irrigation at Shenyang Zhangshi Irrigation Area resulted in significant Cd pollution in soil-plant (rice) system and poses a significant threat to the health of local people. Even after eight years since cessation of sewage irrigation, the bioavailable fractions of Cd in the soil as analyzed by sequential extraction techniques were very high thus illustrating long-term persistence. The simultaneous competitive adsorption of metals in water repellent soils (at Myome Farm in South Australia) was studied. In the competitive situation, Cr, Pb and Cu are the heavy metal cations more strongly adsorbed by the soil, whereas Cd, Ni and Zn are the least adsorbed. The increase in Freundlich adsorption capacity by clay amendment suggested that clayed soils are capable sorption of higher heavy metal loadings compared to the non-clayed water repellent soil, which is more vulnerable to heavy metal inputs. A simple model of environmental assimilative capacity is proposed. The results of comparison of the three field sites shows that the Werribee Farm has a higher environmental assimilative capacity of heavy metals in soil than the soils at Shenyang Zhangshi Irrigation Area and Myome Farm, however heavy metal contamination at Werribee Farm is still a concern. The model of environmental assimilative capacity of heavy metals in soil is an effective tool to assist management of effluent applied land irrigation systems and can be used to better design environmental engineering systems.

El glifosat és un herbicida no selectiu àmpliament utilitzat en cultius agrícoles i zones no agrícoles que requereixen un control de la vegetació. Tot i la baixa toxicitat del glifosat en si mateix, la seva aplicació es realitza emprant formulacions comercials que contenen substàncies auxiliars que milloren l'eficàcia de l'herbicida, però modifiquen la toxicitat del producte final.Aquest treball s'ha centrat en la determinació de components de formulacions comercials d'herbicides i el seu comportament en el sòl. La primera part del treball s'ha dedicat al desenvolupament de mètodes d'anàlisi per a la determinació de glifosat i el seu principal metabòlit, AMPA, en matrius aquoses i sòls. A continuació s'ha desenvolupat un mètode d'anàlisi per les substàncies auxiliars addicionades freqüentment en les formulacions comercials, tensioactius no iònics. Finalment s'ha estudiat la mobilitat de l'herbicida en sòls de la zona mediterrània, incidint en els processos d'adsorció i degradació. També s'ha comparat el comportament de diversos herbicides comercials que contenen glifosat. / Glyphosate is a non-selective broad-spectrum herbicide widely used both in agriculture and in the control of vegetation in nonagricultural land. The toxicity of pure glyphosate is low but commercial formulations usually contain auxiliary substances to enhance the effectiveness of the active ingredient which modify the toxicity of the final product. The first part of this study is devoted to the development of analytical methods for the determination of glyphosate and its main metabolite, aminomethylphosphonic acid (AMPA), in aqueous and soil samples. An analytical method for the determination of non-ionic surfactants, auxiliary substances, generally added to commercial formulations, is then developed. In the second part the mobility of the herbicide in soils located in the Mediterranean area is investigated with special focus in those aspects related to the sorption and degradation processes. Finally, a comparison of the behaviour of different glyphosate-containing commercial herbicides is made.