Lixiviação de chumbo e zinco em solo tratado com resíduos de siderurgia

Nascimento, Robervone Severina de Melo Pereira do; Carvalho, Geila Santos; Passos, Leônidas Paixão; Marques, João José

doi:10.1590/S1983-40632010000400001

Resumos

Objetivou-se, com este estudo, avaliar a mobilidade de Pb e Zn no solo. Instalou-se um experimento, em casa-de-vegetação, em vasos preenchidos com amostras de Latossolo Vermelho-Amarelo, submetidas a doses de resíduos siderúrgicos, sob delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3×5, com três repetições, combinando-se três resíduos siderúrgicos (carepa de aciaria, lama de filtro-prensa e lama de fosfato), com cinco doses de cada resíduo (0 t ha-1, 1 t ha-1, 2 t ha-1, 4 t ha-1 e 8 t ha-1). Cultivou-se capim-elefante, por 120 dias, e, posteriormente, realizou-se o cultivo de feijão, durante 75 dias. Neste período, avaliaram-se as concentrações de Pb e Zn no lixiviado. Não houve lixiviação de Pb, porém, o Zn apresentou bastante mobilidade na coluna de solo. Em solo adubado com carepa de aciaria e lama de filtro-prensa, não foram observados riscos de contaminação do lençol freático por Zn e Pb, entretanto, a dose de 8 t ha-1 de lama de fosfato elevou os teores de Zn no lixiviado acima do máximo permitido pela legislação. Tal fato limita o uso deste último resíduo em doses altas. Os demais resíduos (carepa de aciaria e lama de filtro-prensa) devem ser testados em experimentos de campo, visando à sua possível utilização agrícola.

Resíduo industrial; metal pesado; carepa de aciaria; lama de filtro-prensa; lama de fosfato

In order to evaluate the dynamics of Zn and Pb in the soil, a greenhouse experiment was set up in pots filled with soil samples (Typic Hapludox) treated with increasing doses of iron smelting residues. It was set under a completely randomized design, in a 3×5 factorial scheme, with three replications, combining three iron smelting residues (mill scale, filter press mud, and phosphate mud), with five doses for each residue (0 t ha-1, 1 t ha-1, 2 t ha-1, 4 t ha-1, and 8 t ha-1). Elephant grass was cultivated during 120 days, followed by common beans, for 75 days. In that period, contents of Zn and Pb were determined in the leachate. No Pb was found in the leachate, but Zn proved to be quite mobile in this soil. In soils treated with mill scale and filter press mud, no risk of groundwater contamination was observed, however, the 8 t ha-1 phosphate mud rate increased Zn contents in the leachate above the maximum allowed by environmental regulations. This fact limits the use of such residue for agricultural purposes. The other two residues should be evaluated in field-scale tests aiming their agricultural use.

Industrial residue; heavy metal; mill scale; filter press mud; phosphate mud

CIÊNCIA DO SOLO

Lixiviação de chumbo e zinco em solo tratado com resíduos de siderurgia

Lead and zinc leaching in soil treated with iron smelting residues

Robervone Severina de Melo Pereira do Nascimento^I; Geila Santos Carvalho^II; Leônidas Paixão Passos^III; João José Marques^II

^IInstituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA), Brasília, DF, Brasil. E-mail: robervone.nascimento@incra.gov.br

^IIUniversidade Federal de Lavras, Departamento de Ciência do Solo, Lavras, MG, Brasil. E-mails: geilacarvalho@yahoo.com.br, jmarques@ufla.br

^IIIEmbrapa Gado de Leite, Juiz de Fora, MG, Brasil. E-mail: lpassos@cnpgl.embrapa.br

RESUMO

Objetivou-se, com este estudo, avaliar a mobilidade de Pb e Zn no solo. Instalou-se um experimento, em casa-de-vegetação, em vasos preenchidos com amostras de Latossolo Vermelho-Amarelo, submetidas a doses de resíduos siderúrgicos, sob delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3×5, com três repetições, combinando-se três resíduos siderúrgicos (carepa de aciaria, lama de filtro-prensa e lama de fosfato), com cinco doses de cada resíduo (0 t ha^-1, 1 t ha^-1, 2 t ha^-1, 4 t ha^-1 e 8 t ha^-1). Cultivou-se capim-elefante, por 120 dias, e, posteriormente, realizou-se o cultivo de feijão, durante 75 dias. Neste período, avaliaram-se as concentrações de Pb e Zn no lixiviado. Não houve lixiviação de Pb, porém, o Zn apresentou bastante mobilidade na coluna de solo. Em solo adubado com carepa de aciaria e lama de filtro-prensa, não foram observados riscos de contaminação do lençol freático por Zn e Pb, entretanto, a dose de 8 t ha^-1 de lama de fosfato elevou os teores de Zn no lixiviado acima do máximo permitido pela legislação. Tal fato limita o uso deste último resíduo em doses altas. Os demais resíduos (carepa de aciaria e lama de filtro-prensa) devem ser testados em experimentos de campo, visando à sua possível utilização agrícola.

Palavras-Chave: Resíduo industrial; metal pesado; carepa de aciaria; lama de filtro-prensa; lama de fosfato.

ABSTRACT

In order to evaluate the dynamics of Zn and Pb in the soil, a greenhouse experiment was set up in pots filled with soil samples (Typic Hapludox) treated with increasing doses of iron smelting residues. It was set under a completely randomized design, in a 3×5 factorial scheme, with three replications, combining three iron smelting residues (mill scale, filter press mud, and phosphate mud), with five doses for each residue (0 t ha^-1, 1 t ha^-1, 2 t ha^-1, 4 t ha^-1, and 8 t ha^-1). Elephant grass was cultivated during 120 days, followed by common beans, for 75 days. In that period, contents of Zn and Pb were determined in the leachate. No Pb was found in the leachate, but Zn proved to be quite mobile in this soil. In soils treated with mill scale and filter press mud, no risk of groundwater contamination was observed, however, the 8 t ha^-1 phosphate mud rate increased Zn contents in the leachate above the maximum allowed by environmental regulations. This fact limits the use of such residue for agricultural purposes. The other two residues should be evaluated in field-scale tests aiming their agricultural use.

Key-Words: Industrial residue; heavy metal; mill scale; filter press mud; phosphate mud.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

AGRADECIMENTOS

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig), pelo financiamento do projeto e concessão de bolsas de pós-graduação.

Trabalho recebido em nov./2009 e aceito para publicação em dez./2010 (nº registro: PAT 8089/ DOI: 10.5216/pat.v40i4.8089).

ALLOWAY, B. J. Cadmium. In: ALLOWAY, B. J. (Ed.). Heavy metals in soils New York: J. Willey, 1990. p. 100-121.
AMARAL SOBRINHO, N. M. B.; VELLOSO, A. C. X.; COSTA, L. M. Lixiviação de Pb, Zn, Cd e Ni em solo Podzólico Vermelho-Amarelo tratado com resíduos siderúrgicos. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 6, n. 1, p. 65-75, 1999.
AMARAL SOBRINHO, N. M. B; VELLOSO, A. C. X.; OLIVEIRA, C. Solubilidade de metais pesados em solo tratado com resíduo siderúrgico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 21, n. 1, p. 9-16, 1997.
AMARAL SOBRINHO, N. M. B. et al. Mobilidade de metais pesados em solo tratado com resíduo siderúrgico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 22, n. 2, p. 345-353, 1998.
ARAÚJO, W. S.; AMARAL SOBRINHO, N. M. B. Influência das propriedades físicas e químicas de solos intemperizados na adsorção de chumbo, cobre e zinco. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 7, n. 1, p. 167-180, 2000.
BIDDAPPA, C. C.; CHINO, M.; KUMAZAWA, K. Migration of heavy metals in two Japanese soils. Plant Soil, Dordrecht, v. 66, n. 3, p. 299-316, 1982.
CLEVENGER, T. E. Use of sequential extraction to evaluate the heavy metals in mining wastes. Water, Air, and Soil Pollution, Dordrecht, v. 50, n. 3/4, p. 241-254, 1990.
COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL (Cetesb). Decisão de Diretoria n. 195-2005-E. 2005. Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/Solo/relatorios/tabela_valores_2005.pdf>. Acesso em: 12 dez. 2005.
CUNHA, A. F. et al. Caracterização, beneficiamento e reciclagem de carepas geradas em processos siderúrgicos. Revista Escola de Minas, Ouro Preto, v. 59, n. 1, p. 111-116, 2006.
DE FILIPPO, B.; RIBEIRO, A. C. Análise química do solo: metodologia. 2. ed. Viçosa: UFV, 1997.
ELLIOT, H. A.; LIBERATI, M. R.; HUANG, C. P. Competitive adsorption of heavy metals by soils. Journal of Environmental Quality, Madison, v. 15, n. 3, p. 214-217, 1986.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA (Embrapa). Manual de métodos de análise de solo Brasília, DF: Embrapa Comunicação para Transferência de Tecnologia, 1997.
HAYES, K. F.; TRAINA, S. J. Metal speciation and its significance in ecosystem health. In: HUANG, P. M. (Ed.). Soil chemistry and ecosystem health Madison: Soil Science of America, 1998. p. 45-84.
KABATA-PENDIAS, A.; ADRIANO, D. C. Trace metals. In: RECHCIGL, J. E. (Ed.). Soil amendments and environmental quality Boca Raton: Lewis, 1995. p. 139-167
KABATA-PENDIAS, A.; PENDIAS, H. Trace elements in soils and plants 3. ed. Boca Raton: CRC Press, 2001.
MAEDA, S.; MIZOGUCHI, M.; OHKI, A. Bioaccumulation of zinc and cadmium in freshwater alga, Chlorella vulgaris: Part I. Toxicity and accumulation Chemosphere, Oxford, v. 21, n. 8, p. 953-963, 1990.
MALAVOLTA, E.; VITTI, G. C.; OLIVEIRA, A. S. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. Piracicaba: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1989.
MAZUR, N. Biossignificância de níquel, chumbo, zinco e cobre em solos que receberam composto de resíduo sólido urbano. 1997. 135 f. Tese (Doutorado em solos e Nutrição de Plantas)Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1997.
McBRIDE, M. B. Environmental chemistry of soils. New York: Oxford University Press, 1994.
NASCIMENTO, R. S. M. P. Uso agrícola de resíduos de siderurgia: avaliação de extratores, crescimento vegetal e lixiviação de metais pesados 2005. 109 f. Dissertação (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas)Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2005.
OLIVEIRA, F. C. et al. Movimentação de metais pesados em Latossolo adubado com composto de lixo urbano. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, DF, v. 37, n. 12, p. 1787-1793, 2002.
PRADO, R. M.; FERNANDES, F. M.; NATALE, W. Uso agrícola da escória de siderurgia do Brasil: estudos na cultura da cana-de-açúcar. Jaboticabal: Funep, 2001.
PRADO, R. M. et al. Avaliação da escória de siderurgia e de calcários como corretivos da acidez do solo no cultivo da alface. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, DF, v. 37, n. 4, p. 539-546, 2002.
RESENDE, M. et al. Pedologia: base para distinção de ambientes. 4. ed. Viçosa: Neput, 2002.
SHEPPARD, S. C.; SHEPPARD, M. I. Lead in boreal soils. Water, Air, and Soil Pollution, Dordrecht, v. 58, n. 1, p. 79-91, 1991.
SHEPPARD, M. I.; THIBAULT, D. H. Desorption and extraction of selected heavy metals from soils. Soil Science Society of America Journal, Madison, v. 56, n. 2, p. 415-423, 1992.
SOARES, C. R. F. S. et al. Acúmulo e distribuição de metais pesados nas raízes, caule e folhas de mudas de árvores de solo contaminado por rejeitos de indústria de zinco. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, Brasília, DF, v. 13, n. 3, p. 302-315, 2001.
SPARKS, D. L. Environmental soil chemistry San Diego: Academic Press, 1995.
UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (USEPA). Method 3051 A: micro-wave assisted acid digestion of sediments sludge, soils and oils. In: SW-846: test methods for evaluation of solid waste physical and chemical methods, Office of Solid Waste, US. Washington, DC: USEPA, 1998. p. 1-20.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
30 Set 2014
Data do Fascículo
Dez 2010

Histórico

Recebido
Nov 2009
Aceito
Dez 2010

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] ALLOWAY, B. J. Cadmium. In: ALLOWAY, B. J. (Ed.). Heavy metals in soils New York: J. Willey, 1990. p. 100-121.

[2] AMARAL SOBRINHO, N. M. B.; VELLOSO, A. C. X.; COSTA, L. M. Lixiviação de Pb, Zn, Cd e Ni em solo Podzólico Vermelho-Amarelo tratado com resíduos siderúrgicos. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 6, n. 1, p. 65-75, 1999.

[3] AMARAL SOBRINHO, N. M. B; VELLOSO, A. C. X.; OLIVEIRA, C. Solubilidade de metais pesados em solo tratado com resíduo siderúrgico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 21, n. 1, p. 9-16, 1997.

[4] AMARAL SOBRINHO, N. M. B. et al. Mobilidade de metais pesados em solo tratado com resíduo siderúrgico. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 22, n. 2, p. 345-353, 1998.

[5] ARAÚJO, W. S.; AMARAL SOBRINHO, N. M. B. Influência das propriedades físicas e químicas de solos intemperizados na adsorção de chumbo, cobre e zinco. Floresta e Ambiente, Seropédica, v. 7, n. 1, p. 167-180, 2000.

[6] BIDDAPPA, C. C.; CHINO, M.; KUMAZAWA, K. Migration of heavy metals in two Japanese soils. Plant Soil, Dordrecht, v. 66, n. 3, p. 299-316, 1982.

[7] CLEVENGER, T. E. Use of sequential extraction to evaluate the heavy metals in mining wastes. Water, Air, and Soil Pollution, Dordrecht, v. 50, n. 3/4, p. 241-254, 1990.

[8] COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL (Cetesb). Decisão de Diretoria n. 195-2005-E. 2005. Disponível em: <http://www.cetesb.sp.gov.br/Solo/relatorios/tabela_valores_2005.pdf>. Acesso em: 12 dez. 2005.

[9] CUNHA, A. F. et al. Caracterização, beneficiamento e reciclagem de carepas geradas em processos siderúrgicos. Revista Escola de Minas, Ouro Preto, v. 59, n. 1, p. 111-116, 2006.

[10] DE FILIPPO, B.; RIBEIRO, A. C. Análise química do solo: metodologia. 2. ed. Viçosa: UFV, 1997.

[11] ELLIOT, H. A.; LIBERATI, M. R.; HUANG, C. P. Competitive adsorption of heavy metals by soils. Journal of Environmental Quality, Madison, v. 15, n. 3, p. 214-217, 1986.

[12] EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA (Embrapa). Manual de métodos de análise de solo Brasília, DF: Embrapa Comunicação para Transferência de Tecnologia, 1997.

[13] HAYES, K. F.; TRAINA, S. J. Metal speciation and its significance in ecosystem health. In: HUANG, P. M. (Ed.). Soil chemistry and ecosystem health Madison: Soil Science of America, 1998. p. 45-84.

[14] KABATA-PENDIAS, A.; ADRIANO, D. C. Trace metals. In: RECHCIGL, J. E. (Ed.). Soil amendments and environmental quality Boca Raton: Lewis, 1995. p. 139-167

[15] KABATA-PENDIAS, A.; PENDIAS, H. Trace elements in soils and plants 3. ed. Boca Raton: CRC Press, 2001.

[16] MAEDA, S.; MIZOGUCHI, M.; OHKI, A. Bioaccumulation of zinc and cadmium in freshwater alga, Chlorella vulgaris: Part I. Toxicity and accumulation Chemosphere, Oxford, v. 21, n. 8, p. 953-963, 1990.

[17] MALAVOLTA, E.; VITTI, G. C.; OLIVEIRA, A. S. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. Piracicaba: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1989.

[18] MAZUR, N. Biossignificância de níquel, chumbo, zinco e cobre em solos que receberam composto de resíduo sólido urbano. 1997. 135 f. Tese (Doutorado em solos e Nutrição de Plantas)Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1997.

[19] McBRIDE, M. B. Environmental chemistry of soils. New York: Oxford University Press, 1994.

[20] NASCIMENTO, R. S. M. P. Uso agrícola de resíduos de siderurgia: avaliação de extratores, crescimento vegetal e lixiviação de metais pesados 2005. 109 f. Dissertação (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas)Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2005.

[21] OLIVEIRA, F. C. et al. Movimentação de metais pesados em Latossolo adubado com composto de lixo urbano. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, DF, v. 37, n. 12, p. 1787-1793, 2002.

[22] PRADO, R. M.; FERNANDES, F. M.; NATALE, W. Uso agrícola da escória de siderurgia do Brasil: estudos na cultura da cana-de-açúcar. Jaboticabal: Funep, 2001.

[23] PRADO, R. M. et al. Avaliação da escória de siderurgia e de calcários como corretivos da acidez do solo no cultivo da alface. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, DF, v. 37, n. 4, p. 539-546, 2002.

[24] RESENDE, M. et al. Pedologia: base para distinção de ambientes. 4. ed. Viçosa: Neput, 2002.

[25] SHEPPARD, S. C.; SHEPPARD, M. I. Lead in boreal soils. Water, Air, and Soil Pollution, Dordrecht, v. 58, n. 1, p. 79-91, 1991.

[26] SHEPPARD, M. I.; THIBAULT, D. H. Desorption and extraction of selected heavy metals from soils. Soil Science Society of America Journal, Madison, v. 56, n. 2, p. 415-423, 1992.

[27] SOARES, C. R. F. S. et al. Acúmulo e distribuição de metais pesados nas raízes, caule e folhas de mudas de árvores de solo contaminado por rejeitos de indústria de zinco. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, Brasília, DF, v. 13, n. 3, p. 302-315, 2001.

[28] SPARKS, D. L. Environmental soil chemistry San Diego: Academic Press, 1995.

[29] UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (USEPA). Method 3051 A: micro-wave assisted acid digestion of sediments sludge, soils and oils. In: SW-846: test methods for evaluation of solid waste physical and chemical methods, Office of Solid Waste, US. Washington, DC: USEPA, 1998. p. 1-20.