A manutenção da qualidade do solo como um recurso natural vital à humanidade tem impulsionado a pesquisa sobre a dinâmica ambiental de resíduos de antibióticos veterinários no ambiente. Os processos de sorção, degradação e lixiviação da sulfadiazina (SDZ) foram avaliados em quatro solos com atributos físico-químicos distintos, conforme o uso de técnicas radiométricas e os protocolos da OECD para pesticidas. Os coeficientes de sorção (Kd) da SDZ variaram de baixo a muito alto (2,6 a 80 L kg-1). O seu baixo potencial de dessorção (< 24,2% do sorvido ou < 12,1% do aplicado) ratifica a existência de mecanismos específicos envolvidos na sorção da SDZ, afora as interações eletrostáticas e a partição hidrofóbica apontadas pelos estudos prévios. Em concentrações residuais próximas às encontradas em campo (??84 ?g kg-1), o potencial de sorção da SDZ foi consideravelmente maior do que em altas concentrações. A dissipação da SDZ foi rápida em todos os solos (t1/2 < 2,7 dias) e a formação de resíduos ligados foi a principal via de dissipação, correspondendo a > 78% do aplicado após 7 dias. A taxa média de mineralização foi < 3% do aplicado. A presença do antibiótico não impactou a biomassa do solo, indicando que em doses crônicas os efeitos sejam imperceptíveis em curto prazo. Apesar do potencial de mobilidade, a SDZ apresentou baixo potencial de lixiviação nos solos (< 0,11% do aplicado). Já a redistribuição da SDZ foi maior no perfil dos solos recém-aplicados do que nos envelhecidos e a grande maioria permaneceu nos primeiros 5 cm (> 95 % do aplicado). Nos solos envelhecidos, a sua mobilidade foi praticamente nula (0,06% do aplicado). Os resultados da pesquisa contribuem para elucidar a dinâmica de contaminantes orgânicos em solos intemperizados e ácidos de regiões tropicais, o que poderá auxiliar modelos de avaliações de risco, ações de mitigação, entre outros. / The soil quality as a vital resource for humanity has driven research on the occurrence, environmental fate and behavior of antibiotic residues in the environment. Sorption, leaching and degradation tests were performed on four soils with distinct physic-chemical attributes with 14C-sulfadiazine, following guidelines developed by OECD (USA) for laboratory studies. As the development of research on the subject has its origins in temperate countries, the soil and climatic conditions occurring in the tropics resulted in variations in the dynamic of sulfadiazine, mainly due to conditions of weathered and acidize.The results showed higher Kd (from 3, 5 to 80 L kg-1) for the residual concentration detected in monitoring studies, rapid dissipation (DT 50 between 2 and 3 days) and reduced leaching potential, in contrast with rates reported in the literature. The formation of bound residues was the major route of dissipation in all soils, reaching values between 78 % and 89 % of the total in just 7 days, whereas the mineralization did not exceed 1.5% throughout the experiment. The analysis of the variation of microbial-biomass carbon as an negative effect of antibiotic, present no difference with the content in the control, as reported by several studies that argue that the effects of chronic doses are imperceptible in short term. Although the knowledge about processes transformation of organic chemicals in soils is very divergent, laboratory tests contributed to a first elucidation about environmental of antibiotic residues, contributing to the improved performance of models to compose risk assessments and mitigation actions in tropical soils, for example.

A interação de elementos potencialmente tóxicos com solos e a caracterização quanto à mobilidade e potencial de liberação ao ambiente são importantes para avaliação de risco ambiental. No caso de solos altamente intemperizados, como os Latossolos, a interação pode ser diferenciada devido à elevada acidez, baixa densidade de cargas negativas, maiores quantidades de minerais de argila 1:1 e de (hidr)óxidos de Fe, Al e Mn, em que predominam cargas negativas variáveis com o pH. O objetivo nesta tese foi caracterizar a capacidade de sorção, a distribuição entre as frações do solo, a especiação temporal, a predição da capacidade de sorção e a dessorção com método dinâmico de extração de Cd(II) em seis solos tropicais, incluindo três Latossolos. Amostras dos seis solos foram utilizadas para avaliação da interação com Cd(II), utilizando extração sequencial e especiação por espectroscopia de absorção de raios-X próximo à estrutura da borda (XANES) para avaliação da cinética de sorção. Dados de 29 solos foram utilizados para desenvolvimento de modelo de regressão linear para predição das capacidades de sorção de Cd(II). A caracterização da dessorção de Cd por extração convencional e dinâmica foi feita em solos de textura médio-arenosa, argilosa e em um solo de referência certificado. Os resultados de sorção foram ajustados ao modelo de Langmuir. As capacidades de sorção e as energias livres padrão de Gibbs variaram de 37 à 1296 mg kg-1 e de -16,6 até -27,0 kJ mol-1, respectivamente. A sorção foi fraca e reversível, e mais de 90% do Cd estava sorvido como espécies disponíveis. A especiação temporal indicou evidências fracas e variáveis para as alterações químicas do Cd no solo, sugerindo que o elemento liberado nessas amostras se ligou à matéria orgânica do solo e aos óxidos minerais ou permaneceu dissolvido, com pequenas alterações na especiação nos meses seguintes. O modelo linear representou 98% dos resultados empíricos apenas em função de uma variável, que foi o ensaio de sorção simplificado com apenas uma concentração de Cd(II). Apesar de a capacidade de sorção prevista com o modelo ter apresentado variação de cerca de 20% em relação ao empírico, o modelo de predição apresenta potencialidade de aplicação para avaliações iniciais e rápidas. A dessorção avaliada em batelada e em fluxo indicou dessorção próxima de 100% nas frações que representam disponibilidade no ambiente, enquanto o sistema desenvolvido para extração dinâmica foi adequado na mistura das soluções com a amostra de solo e propiciou rápida troca de extratores. De modo geral os atributos do solo, bem como a classe, influenciaram, mas não definiram a interação do Cd(II) com o solo. Por sua vez, o Cd(II) incorporado ao solo apresenta grande risco ambiental e de interação com a biota / The interaction of potentially toxic elements in soils and characterization as mobility and potential of environmental release are important for environmental risk assessment. In the case of highly weathered soils, as Oxisols, interaction can be differentiated, due to the high acidity, low density of negative charges, and higher amounts of 1:1 clay minerals and Fe, Al and Mn (hidr)oxides, in which negative charges are variables with pH. The objectives in this thesis was to characterize the Cd(II) sorption capacity, distribution between soil fractions, temporal speciation, prediction of sorption capacity and desorption with dynamic extraction method in six tropical soils, including three Oxisols. Samples of the six soils were used to assess the interaction with Cd(II) using sequential extraction and the speciation with X-ray absorption near edge structure spectroscopy (XANES) to evaluate the adsorption kinetics. Data of 29 soils were used to develop a linear regression model for prediction of Cd(II) sorption capacity. The Cd desorption characterization trough conventional and dynamics extractions was performed in a medium-sandy, a clayey and a certified reference soils. The sorption results were fitted to the Langmuir model. Sorption capacities and standard Gibbs free energy ranged from 37 to 1296 mg kg-1 and from -16.6 to -27.0 kJ mol-1, respectively. Sorption was weak and reversible, and more 90% Cd was sorbed as available species. The temporal speciation indicated weak and variables evidence of chemical changes of Cd in the soil, suggesting that this element released in these soils bound to the soil organic matter and to mineral oxides or remained dissolved, with minor changes in speciation in the following months. The linear model accounted for 98% of empirical results only on the basis of a single variable, which was the sorption simplified experiment with only one Cd(II) concentration. Although the sorption capacity predicted with the model ranged about 20% of the empirical, prediction model has potential of application for initial and rapid assessments. The desorption evaluated in batch and flow indicated desorption of about 100% in the fractions representing availability in the environment, meanwhile the system developed for dynamic extraction was adequate to mix the solutions with the soil sample and provided rapid exchange of extractants. Overall, the soil characteristics and the class had influence, but did not define the interaction of Cd(II) with the soil. On the other hand, the Cd(II) incorporated into the soil has a great environmental risk and to interact with the biota

A manutenção da qualidade do solo como um recurso natural vital à humanidade tem impulsionado a pesquisa sobre a dinâmica ambiental de resíduos de antibióticos veterinários no ambiente. Os processos de sorção, degradação e lixiviação da sulfadiazina (SDZ) foram avaliados em quatro solos com atributos físico-químicos distintos, conforme o uso de técnicas radiométricas e os protocolos da OECD para pesticidas. Os coeficientes de sorção (Kd) da SDZ variaram de baixo a muito alto (2,6 a 80 L kg-1). O seu baixo potencial de dessorção (< 24,2% do sorvido ou < 12,1% do aplicado) ratifica a existência de mecanismos específicos envolvidos na sorção da SDZ, afora as interações eletrostáticas e a partição hidrofóbica apontadas pelos estudos prévios. Em concentrações residuais próximas às encontradas em campo (??84 ?g kg-1), o potencial de sorção da SDZ foi consideravelmente maior do que em altas concentrações. A dissipação da SDZ foi rápida em todos os solos (t1/2 < 2,7 dias) e a formação de resíduos ligados foi a principal via de dissipação, correspondendo a > 78% do aplicado após 7 dias. A taxa média de mineralização foi < 3% do aplicado. A presença do antibiótico não impactou a biomassa do solo, indicando que em doses crônicas os efeitos sejam imperceptíveis em curto prazo. Apesar do potencial de mobilidade, a SDZ apresentou baixo potencial de lixiviação nos solos (< 0,11% do aplicado). Já a redistribuição da SDZ foi maior no perfil dos solos recém-aplicados do que nos envelhecidos e a grande maioria permaneceu nos primeiros 5 cm (> 95 % do aplicado). Nos solos envelhecidos, a sua mobilidade foi praticamente nula (0,06% do aplicado). Os resultados da pesquisa contribuem para elucidar a dinâmica de contaminantes orgânicos em solos intemperizados e ácidos de regiões tropicais, o que poderá auxiliar modelos de avaliações de risco, ações de mitigação, entre outros. / The soil quality as a vital resource for humanity has driven research on the occurrence, environmental fate and behavior of antibiotic residues in the environment. Sorption, leaching and degradation tests were performed on four soils with distinct physic-chemical attributes with 14C-sulfadiazine, following guidelines developed by OECD (USA) for laboratory studies. As the development of research on the subject has its origins in temperate countries, the soil and climatic conditions occurring in the tropics resulted in variations in the dynamic of sulfadiazine, mainly due to conditions of weathered and acidize.The results showed higher Kd (from 3, 5 to 80 L kg-1) for the residual concentration detected in monitoring studies, rapid dissipation (DT 50 between 2 and 3 days) and reduced leaching potential, in contrast with rates reported in the literature. The formation of bound residues was the major route of dissipation in all soils, reaching values between 78 % and 89 % of the total in just 7 days, whereas the mineralization did not exceed 1.5% throughout the experiment. The analysis of the variation of microbial-biomass carbon as an negative effect of antibiotic, present no difference with the content in the control, as reported by several studies that argue that the effects of chronic doses are imperceptible in short term. Although the knowledge about processes transformation of organic chemicals in soils is very divergent, laboratory tests contributed to a first elucidation about environmental of antibiotic residues, contributing to the improved performance of models to compose risk assessments and mitigation actions in tropical soils, for example.

A interação de elementos potencialmente tóxicos com solos e a caracterização quanto à mobilidade e potencial de liberação ao ambiente são importantes para avaliação de risco ambiental. No caso de solos altamente intemperizados, como os Latossolos, a interação pode ser diferenciada devido à elevada acidez, baixa densidade de cargas negativas, maiores quantidades de minerais de argila 1:1 e de (hidr)óxidos de Fe, Al e Mn, em que predominam cargas negativas variáveis com o pH. O objetivo nesta tese foi caracterizar a capacidade de sorção, a distribuição entre as frações do solo, a especiação temporal, a predição da capacidade de sorção e a dessorção com método dinâmico de extração de Cd(II) em seis solos tropicais, incluindo três Latossolos. Amostras dos seis solos foram utilizadas para avaliação da interação com Cd(II), utilizando extração sequencial e especiação por espectroscopia de absorção de raios-X próximo à estrutura da borda (XANES) para avaliação da cinética de sorção. Dados de 29 solos foram utilizados para desenvolvimento de modelo de regressão linear para predição das capacidades de sorção de Cd(II). A caracterização da dessorção de Cd por extração convencional e dinâmica foi feita em solos de textura médio-arenosa, argilosa e em um solo de referência certificado. Os resultados de sorção foram ajustados ao modelo de Langmuir. As capacidades de sorção e as energias livres padrão de Gibbs variaram de 37 à 1296 mg kg-1 e de -16,6 até -27,0 kJ mol-1, respectivamente. A sorção foi fraca e reversível, e mais de 90% do Cd estava sorvido como espécies disponíveis. A especiação temporal indicou evidências fracas e variáveis para as alterações químicas do Cd no solo, sugerindo que o elemento liberado nessas amostras se ligou à matéria orgânica do solo e aos óxidos minerais ou permaneceu dissolvido, com pequenas alterações na especiação nos meses seguintes. O modelo linear representou 98% dos resultados empíricos apenas em função de uma variável, que foi o ensaio de sorção simplificado com apenas uma concentração de Cd(II). Apesar de a capacidade de sorção prevista com o modelo ter apresentado variação de cerca de 20% em relação ao empírico, o modelo de predição apresenta potencialidade de aplicação para avaliações iniciais e rápidas. A dessorção avaliada em batelada e em fluxo indicou dessorção próxima de 100% nas frações que representam disponibilidade no ambiente, enquanto o sistema desenvolvido para extração dinâmica foi adequado na mistura das soluções com a amostra de solo e propiciou rápida troca de extratores. De modo geral os atributos do solo, bem como a classe, influenciaram, mas não definiram a interação do Cd(II) com o solo. Por sua vez, o Cd(II) incorporado ao solo apresenta grande risco ambiental e de interação com a biota / The interaction of potentially toxic elements in soils and characterization as mobility and potential of environmental release are important for environmental risk assessment. In the case of highly weathered soils, as Oxisols, interaction can be differentiated, due to the high acidity, low density of negative charges, and higher amounts of 1:1 clay minerals and Fe, Al and Mn (hidr)oxides, in which negative charges are variables with pH. The objectives in this thesis was to characterize the Cd(II) sorption capacity, distribution between soil fractions, temporal speciation, prediction of sorption capacity and desorption with dynamic extraction method in six tropical soils, including three Oxisols. Samples of the six soils were used to assess the interaction with Cd(II) using sequential extraction and the speciation with X-ray absorption near edge structure spectroscopy (XANES) to evaluate the adsorption kinetics. Data of 29 soils were used to develop a linear regression model for prediction of Cd(II) sorption capacity. The Cd desorption characterization trough conventional and dynamics extractions was performed in a medium-sandy, a clayey and a certified reference soils. The sorption results were fitted to the Langmuir model. Sorption capacities and standard Gibbs free energy ranged from 37 to 1296 mg kg-1 and from -16.6 to -27.0 kJ mol-1, respectively. Sorption was weak and reversible, and more 90% Cd was sorbed as available species. The temporal speciation indicated weak and variables evidence of chemical changes of Cd in the soil, suggesting that this element released in these soils bound to the soil organic matter and to mineral oxides or remained dissolved, with minor changes in speciation in the following months. The linear model accounted for 98% of empirical results only on the basis of a single variable, which was the sorption simplified experiment with only one Cd(II) concentration. Although the sorption capacity predicted with the model ranged about 20% of the empirical, prediction model has potential of application for initial and rapid assessments. The desorption evaluated in batch and flow indicated desorption of about 100% in the fractions representing availability in the environment, meanwhile the system developed for dynamic extraction was adequate to mix the solutions with the soil sample and provided rapid exchange of extractants. Overall, the soil characteristics and the class had influence, but did not define the interaction of Cd(II) with the soil. On the other hand, the Cd(II) incorporated into the soil has a great environmental risk and to interact with the biota