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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2000.tde-20220208-113245
Document
Author
Full name
Nivea Maria Piccolomini Dias
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1999
Supervisor
Title in Portuguese
Adsorção de cádmio em latossolos ácricos paulistas
Keywords in Portuguese
ADSORÇÃO DE CÁDMIO
LATOSSOLOS ÁCRICOS
SÃO PALO-SP
Abstract in Portuguese
O cádmio pode ser adicionado ao solo através de resíduos de pneus, óleos combustíveis, restos de metais fundidos com zinco, lixo urbano ou industrial, lodo de esgoto e fertilizantes fosfatados. Embora não seja essencial ao desenvolvimento vegetal, este metal é facilmente absorvido e translocado nas plantas e tem potencial de entrar na cadeia alimentar humana. A persistência e a mobilidade, consequentemente, a disponibilidade do cádmio é determinada pela extensão de adsorção pelas partículas do solo. Em vista disso, é importante determinar quais os atributos do solo, como pH, matéria orgânica, argila e óxidos e hidróxidos de Fe e de AI. afetam a adsorção, para predizer o impacto ambiental que pode ser causado pela adição antropogênica do elemento no solo. Alguns pesquisadores brasileiros desenvolveram estudos sobre o comportamento de cádmio no solo, mas pouco se sabe a respeito de seu comportamento em solos tropicais altamente intemperizados, como os ácricos que podem apresentar balanço positivo de cargas em profundidade e que representam o extremo na escala de intemperismo. Os objetivos deste estudo foram obter valores de cádmio adsorvido, em diferentes valores de pH, em camadas superficiais (0-0,20 m) e subsuperficiais (horizonte B) de dois solos com diferentes texturas: Latossolo Roxo ácrico (LR) e Latossolo Una ácrico (LU) e compará-los com os valores adsorvidos na Terra Roxa Estruturada, cujo comportamento eletroquímico é diferente, por apresentar balanço negativo de carga ao longo de todo o perfil, obter valores de adsorção máxima e K, a partir das equação de Langmuir e os parâmetros K e n da equação de Freundlich, ao pH natural para cada solo e correlacioná-los com atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos. As amostras de solo foram incubadas com carbonato de cálcio ou ácido clorídrico para se obterem valores de pH, abrangendo a faixa de 4 a 7, as amostras foram suspensas em 20 mL de solução 0,0025 mol L-1 de Ca(NO3) contendo 2 mg dm-3 de cádmio, como Cd(NO3)2. Após agitação por 24 horas foi feita a determinação de cádmio no extrato por espectrometria de absorção atômica. Para a construção das curvas de adsorção e obtenção dos parâmetros das equações de Langmuir e de Freundlich, foram adicionadas soluções com concentrações variando de 5 a 200 mg dm-3 de cádmio, e seguiu-se o mesmo procedimento descrito na primeira etapa. A adsorção de cádmio dos solos estudados mostrou-se fortemente dependente do pH. Com a elevação do pH, houve expressivo aumento na adsorção em todos os solos, tanto nas camadas superficiais como nas subsuperficiais. Nos valores de pH entre 6,0 e 7,0 não houve diferenças na adsorção de cádmio entre os solos, sendo que para todos os solos ocorreu quase 100% de adsorção do cádmio inicialmente adicionado. Os horizontes superficiais adsorveram maiores quantidades de cádmio em relação aos horizontes subsuperficiais, devido ao maior teor de matéria orgânica nesta camada. A TE adsorveu maiores quantidades de cádmio em relação aos Latossolos, por apresentar cargas negativas em todo o perfil. Os parâmetros K e b de Langmuir e K de Freundlich foram positivamente correlacionados com carbono orgânico, capacidade de troca de cátions (CTC), retenção de cátions (RC), superficie específica (SE), argila, cargas negativas variáveis e cargas negativas permanentes. A CTC foi o atributo do solo selecionado por meio de regressão múltipla que teve maior efeito sobre a adsorção de cádmio. A capacidade de troca de cátions e o pH mostraram-se fatores preponderantes, no controle da adsorção de cádmio nos solos estudados.
Title in English
Cadmium adsorption on acric oxisols from the state of São Paulo
Abstract in English
Cadmium can be added to the soils through tyre residues, oils, disposal of city wastes, sewage sludge and phosphatic fertilisers. Although it is not essential to plant nutrition, cadmium is easily adsorbed and translocated by plants and has a great potencial to enter the human food chain. The persistence and mobility of cadmium in soils and, consequently, its bioavailability is largely determined by the extent of adsorption by soils particles. So it is important to determine how adsorption is affected by soil attributes such as pH, organic matter, clays, and iron and aluminium oxides, for predicting the environmental impact that can be caused by the addition of antropogenic cadmium to soils. Some Brazilian researchers studied the behavior of cadmium ín soils, but little is known with respect to its behavior in highly weathered tropical soils, as the acric soils, that represent the extreme conditions in the scale of weathering and can exhibit a positive charge balance in deep layers. The objectives of this study were to obtain the amounts of adsorbed cadmium at different pH values in the surface (0-0,20m) and subsurface horizons (B horizon) of two soils with different textures: Anionic Rhodic Acrudox (RA) and Anionic Xanthic Acrudox (XA) and compare them with the amount adsorbed Cd in a Rhodic Kandiudalf (RK), whose electrochemical behavior is the opposite, as it exhibited negative charge balance all along the profile, the maximum adsorption and the constant of Langmuir's equation and K and nof Freundlich's equation were obtained in natural pH and correlated with the chemical, physical and mineralogical soil attributes. The samples were incubated with either calcium carbonate or chloridric acid with a pH ranging from 4.0 to 7,0, samples were suspended in 20 mL of Ca(NO3)2 0,0025 mol L-1 solution, containing cádmium Cd(NO3)2 at 2 mg dm-3 . After 24-hours, cadmium was determined in the extract using an atomic absorption spectrophotometer. With the objective of obtaining adsorption isotherms and Langmuir and Freundlich parameters, Cd was added to the soil in concentrations ranging from 5 to 200 mg dm-3 , and the sarne procedure as described in the first stage was performed. Cadmium adsorption on the soils studied appeared strongly pH dependent. Its adsorption increases with an increase in pH, either in surface or subsurface layers. When the pH values ranged between 6,0 and 7,0, the amounts of adsorbed Cd were similar for all soils, with almost 100% adsorption. Surface horizons adsorbed greater amounts of cadmium in relation to the subsurface horizons, reinforcing the influence of organic matter. RK adsorbed greater amounts of cadmium, due to the negative net charge along the profile. Organic carbon, cation exchange capacity (CEC), cation retention (CR), specific surface (SS), clay content, variable negative charge and permanent negative charge were positively correlated to Langmuir' s K and b parameters and Freundlichs K. The CEC were the main soil attributes that exhibited a greater effect on cadmium adsorption through multiple regression analysis. It was also observed that CEC and pH controlled adsorption of cadmium on the studied soils.
 
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Publishing Date
2022-02-08
 
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