Soil contamination with some tannery residues

Em razão da elevada carga orgânica e de nutrientes na composição dos resíduos de curtumes, sua utilização na agricultura, em especial para as pequenas empresas, apresenta-se como uma alternativa provisória para a reciclagem desses resíduos. No entanto, a presença de elementos tóxicos como sódio e cromo, entre outros elementos, geralmente contidos nos resíduos de curtume, pode proporcionar impactos negativos ao meio ambiente. Nesse sentido, este estudo foi desenvolvido no intuito de: (i) caracterizar a composição química de alguns resíduos de curtume, (ii) caracterizar quimicamente amostras de solo contaminadas com resíduos de curtume por mais de 10 anos, além de avaliar a degradação de resíduos de curtume quando adicionados aos solos em condições ambientais controladas e avaliar a capacidade máxima de adsorção e mobilidade do cromo em solos. Quatro tipos de resíduos foram amostrados: resíduo 1 (SR), resíduo 2 (LL/SGP), resíduo 3 (LS/SGP) e resíduo 4 (LS/TC) em microrregiões de Minas Gerais. Todos os resíduos apresentaram altos teores totais de Ca, Mg, S, N e C, indicando seu uso potencial como fonte de nutrientes para as plantas. Por outro lado, os elevados teores de Cr encontrados nos resíduos bem como a presença de Cr na forma hexavalente não recomenda sua utilização. Amostras compostas (n=5) de um Argissolo Vermelho Amarelo antropizado nas profundidades 0-2 e 0-30 cm, no Município de São Gonçalo do Pará, MG foram usadas para avaliar a contaminação no local. Para o ensaio de degradação dos resíduos, sob condições ambientais controladas, foi utilizado um Latossolo Vermelho Amarelo (LVA) distrófico argiloso, incubado com resíduo de curtume e sais de Cr p. a. O solo coletado na área de descarte apresentou quantidades expressivas de resíduos, o que proporcionou elevadas concentrações de C, N, Cr tanto na profundidade de 0-2 cm quanto na profundidade de 0-30 cm. Os teores de Cr obtidos pelo método EPA-3051 se encontram acima do valor de intervenção (400 mg kg-1). Apesar destes resíduos de curtume apresentarem alto conteúdo de C e terem baixa relação C/N, os valores de CO2 emanados dos solos incubados com os resíduos, os teores de C e N na maior parte da fração humina e os espectros de FTIR dos solos contaminados na profundidade de 0-2 e 0-30 cm sugerem que a matéria orgânica (MO) dos resíduos de curtume é constituída, predominantemente, por compostos recalcitrantes. Além disto verificou-se que, de modo geral, os valores de C-CO2 parecem ter relação direta com os valores da relação IH (índice de hidrofobicidade), C-ácido húmico e C-ácido fúlvico dos resíduos de curtume do que propriamente com os teores de Cr nos resíduos. No ensaio de adsorção de Cr(III) e Cr(VI) utilizou sais p.a aplicados em solos e minerais sintéticos (gibbsita e hematita). A mobilidade de Cr(III) e Cr(VI) foram avaliadas em colunas de solo preenchidas com dois tipos de solo (um com textura argilosa e o outro com textura franco arenosa) tratadas com resíduos de curtume (resíduo 1-SR, resíduo 2-LL/SGP, resíduo 3-LS/SGP, resíduo 4-LS/TC) e sais p.a (CrCl3 6H2O e K2CrO4). As colunas foram lixiviadas 14 vezes, uma vez por semana com água deionizada. O volume total de água aplicado nas colunas foi de aproximado de 1.300 mm. Os dados de adsorção ajustaram-se adequadamente aos modelos de Langmuir e Freundlich, tanto para o Cr na forma tri quanto hexavalente. A aplicação de Cr trivalente provocou decréscimo nos valores de pH dos lixiviados em ambos os solos, por outro lado, o pH aumentou com a aplicação de Cr hexavalente. A aplicação dos resíduos da indústria de couro não contribuiu para o aumento da mobilidade de Cr nas colunas de solo. Pelo contrário, a lixiviação de Cr, foi menor, para os tratamentos com os resíduos em relação à testemunha.Due to the high organic contents and nutrients presence in tannery residues its use in agriculture, specially to small companies, it is a provisory alternative to recycle them. However, the presence of toxic elements such as sodium and chromium, commonly present in tannery residues, may have negative impact on the environment. In this context, this work was carried out aiming to: (i) characterize the chemical composition of tannery residues; (ii) characterize soil samples from disposal sites of tannery residues for more than 10 years, as well as evaluate the degradation of tannery residues when added to soils in controlled environmental conditions; (iii) evaluate the Cr adsorption and mobility in soils. Four types of residues were sampled from microregions of Minas Gerais: residue 1 (SR), residue 2 (LL/SGP), residue 3 (LS/SGP) and residue 4 (LS/TC). High total contents of Ca, Mg, S, N and C were found in all residues, indicating its potential use as nutrient source for plants. On the other hand, high Cr contents, as well as the presence of hexavalent chromium, do not recommend its use. Soil samples (n=5) of a anthropic Red-Yellow Argisol, collected at depths 0-2 and 0-30 cm, in the municipality of São Gonçalo do Pará MG, were used to evaluate contamination of disposal sites. For the residue degradation assay, under controlled environmental conditions, a dystrophic loamy Red yellow Latosol (LVA), were incubated with tannery residues and chromium high purety salts. Soil collected at the disposal area showed considerable amounts of residues, providing high concentrations of C, N and Cr, at both depths, 0-2 cm and 0- 30 cm. Cr contents obtained by the EPA-3051 method were above the intervention value for soils from polluted areas (400 mg kg-1). In spite of high C contents and low C/N ratios, CO2 evolution from soils incubated with residues, C and N contents in most of the humine fraction and FTIR spectra of contaminated soils, at 0-2 and 0-30 cm depth, confirmed that the organic matter (MO) of tannery residues consists mainly of recalcitrant compounds. In addition, C-CO2 evolution seemed to be more related with values of IH ratio (hydrophobicity index), C-humic acid and C-fulvic acid of tannery residues than with their Cr contents. The higher C content present in the fulvic acid fraction (C-fraction fulvic acid), the higher was the degradation rate of the residue added to soil. Adsorption of Cr(III) and Cr(VI) was performed with CrCl3 and CrCl3 6H2O and K2CrO4 solutions added to soils and synthetic minerals (gibbsite and hematite). The mobility of Cr(III) and Cr(VI) was evaluated in soil columns, filled with two soil types (loamy and sandy texture) treated with tannery residues (residue 1 - SR, residue 2 - LL/SGP, residue 3 - LS/SGP and residue 4 - LS/TC) and salts p.a. (CrCl3 6H2O and K2CrO4). Columns were leached 14 times, once a week, with deionized water. The total volume of water applied to the columns was approximately 1.300 mm. Adsorption data fitted to the Langmuir and Freundlich models suitably for both tri and hexavalent states. Application of trivalent Cr caused a decrease in the pH values of leachings in both soils, but pH increased with application of hexavalent Cr. The use of leather industry residues did not contribute to increase in Cr mobility of the soil columns. On the contrary, Cr leaching was lower in treatments with residues than in the control.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic