Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2003.tde-03092003-160423
Document
Author
Full name
Tadeu Cavalcante Reis
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2002
Supervisor
Committee
Rodella, Arnaldo Antonio (President)
Abreu, Cleide Aparecida
Alleoni, Luis Reynaldo Ferracciu
Prata, Fabio
Prezotto, Maria Emilia Mattiazzo
Title in Portuguese
Distribuição e biodisponibilidade do níquel aplicado ao solo como NiCl2 e Biossólido.
Keywords in Portuguese
alface
analise do solo
equilibrio químico
lodo de esgoto
metal pesado
níquel
ph do solo
química do solo.
Abstract in Portuguese
O comportamento do Ni no solo, principalmente quando adicionado através de
biossólidos, ainda é pouco conhecido. Este trabalho objetivou avaliar a influência dos
teores totais do metal, de matéria orgânica e dos valores de pH na distribuição daquele
elemento no solo e na sua biodisponibilidade. Foram conduzidos três experimentos de
incubação em vasos mantidos em casa de vegetação, utilizando 3 kg de amostras da
camada de 0 - 0,20 m de dois solos: ARGISSOLO VERMELHO AMARELO Distrófico
(PVAd) e NITOSSOLO VERMELHO Distrófico Latossólico (NVdl). Dois
experimentos foram montados em solos diferentes, em esquema fatorial 2x2x3, nos
quais 2 doses de Ni (21 e 42 Kg ha -1 ) como NiCl2, foram incubadas durante 120 dias,
sob dois teores de matéria orgânica e dois valores de pH, obtidos pela adição de turfa e
de calcário, respectivamente. Num terceiro experimento fatorial (2x4), os mesmos dois
solos foram incubados por 150 dias com a dose de 150 Mg ha -1 de quatro diferentes
biossólidos. Posteriormente, cultivou-se alface em todos os vasos por 50 dias Após a
incubação, amostras de solo foram analisadas quimicamente, inclusive efetuando-se
extrações seqüenciais para determinar a distribuição do Ni adicionado através de NiCl2 e
de biossólido. Foram consideradas as frações do metal solúvel + trocável, carbonatos,
matéria orgânica, óxidos e residual. Realizou-se também a especiação do Ni baseada no equilíbrio de Donnan, no extrato de saturação das amostras, para discriminar a porção do
Ni solúvel que se achava na forma de íon livre. O calcário foi o fator que mais afetou o
comportamento do metal, reduzindo a concentração na fração trocável e aumentando-a
nas frações matéria orgânica e óxidos. A turfa aumentou os teores do metal na fração
trocável e os reduziu nas frações óxidos e matéria orgânica. O NiCl2 aumentou o teor de
Ni nas três frações citadas. Os teores do metal nas frações de cada solo foram modelados
por equações de regressão, em função dos teores de C-orgânico, Ni total e pH do solo. A
distribuição do Ni no solo, quando adicionado através de biossólidos apresentou
semelhanças com a distribuição do metal nos próprios biossólidos. Nestes casos, o Ni
predominou nas frações mais fortemente retidas, conferindo ao metal comportamento
distinto daquele observado pela adição do NiCl2. Tais diferenças puderam ser
confirmadas pela ineficiência das equações obtidas nos experimentos com NiCl2, em
predizer os teores do metal nas frações dos solos tratados com biossólidos. Na
especiação, doses mais elevadas de calcário e turfa resultaram em menores teores de Ni
solúvel e livre, os quais aumentaram com a dose de NiCl2. Concentração de ambas as
formas de Ni se correlacionaram com os teores do metal absorvidos pelas plantas. Na
aplicação de biossólidos ao PVAd, a determinação do Ni livre foi particularmente
importante para se prever a biodisponibilidade de Ni para alface. Essencialmente, pode-se
concluir que a extração seqüencial e a especiação em extrato de saturação foram
eficientes para demonstrar diferenças do comportamento do níquel quando o metal foi
aplicado como NiCl2 e como biossólido.
Title in English
Distribution and bioavailability of nickel applied to soil as nicl2 and biossólid.
Keywords in English
chemical equilibrium
heavy metal
lettuce
nichel
sewage sludge
soil analysis
soil chemistry.
soil ph
Abstract in English
The role of Nickel in soils under the application of biossolids is still not very well
known. The objectives of this study were to investigate the influence of total Nickel and
organic carbon content, and soil pH, in the Nickel distribution among soil fractions and
the bioavailability of the metal to lettuce. Three incubation pot trials were carried out in
greenhouse placing in each one 3 kg of the 0-20cm layer of soil. Two soils types were
considered: Typic Halpludult and Rhodic Kandiudox. In two of the trials, one for each
soil type, soil samples were treated with rates of NiCl2, lime and peat as a source of
organic matter and incubated during 120 days. In the third pot trial the above mentioned
soils were incubated with four different types of biossolids during 150 days. Once the
incubation period ended soils samples were collected and lettuce was planted in the pots
of all three trials. Soils samples were submitted to a sequential extraction procedure
which comprised the following fractions: exchangeable plus soluble; carbonate, organic,
oxides and residual. Soil saturation extracts were also obtained for the determination of
free Ni +2 concentration using the Donnan equilibrium technique. When NiCl2, peat, and
lime were applied to soils, changes in pH due to lime caused exchangeable Ni to
decrease and raised Ni content in organic and oxide fractions. Peat promoted an higher
Ni content in the exchangeable fraction and reduced it in the oxide and organic fraction.
I contrast NiCl2 raised Ni content in all of the above motioned fractions. Nickel content in all soil fractions were modeled by regression equations using total Ni, organic carbon,
and pH as independent variables. Data for the Ni distribution in soils fractions under
biossolids application were similar to results from sequential extraction in the biossolids
in terms of percentage. In the biossolids trial Ni occurred most in residual fraction of
soil, which contrasts with results obtained when Ni was supplied as NiCl2. Speciation
study showed that higher rates of lime and peat promoted lower levels of soluble and
free Ni in the soil solution. The opposite was detected when NiCl2 was applied. Both
soluble Ni and free Ni +2 were well correlated with the Ni content in lettuce, when the
metal salt was supplied as Ni source. However, free Ni +2 was a better indicator for Ni
bioavailability when bissolids were applied in PVAd. In resume it may be concluded
that the sequential extraction procedure and the speciation by means of the Donnan
equilibrium approach were useful to express the different behavior of nickel in soil when
NiCl2 or bissolids were the source of the metal.
WARNING - Viewing this document is conditioned on your acceptance of the following terms of use:
This document is only for private use for research and teaching activities. Reproduction for commercial use is forbidden. This rights cover the whole data about this document as well as its contents. Any uses or copies of this document in whole or in part must include the author's name.
tadeu.pdf (295.63 Kbytes)
Publishing Date
2003-09-16