Individual adsorption of Cd, Cr, Cu and Pb in soils of the Amazon sedimentary basin

O solo, a depender de suas características físicas, químicas e mineralógicas, pode apresentar uma elevada capacidade de reter íons e moléculas e pode assim funcionar como um excelente meio para adsorver metais pesados. No bioma Amazônia encontra-se a maior floresta tropical do mundo, e o solo é um dos responsáveis pela sustentação da vegetação nessa região. A interação solo-vegetação nesta região confere comportamento diferente de outros solos do Brasil. Entende-se que estudos de adsorção de metais pesados em solos do Amazonas contribuirão para a compreensão do comportamento destes elementos naqueles solos. Parte-se do pressuposto que solos mais oxídicos e de textura mais argilosa, ricos em minerais 1:1, apresentarão grande capacidade para adsorver metais pesados, enquanto que a adsorção destes metais será menor em solos ricos em minerais 2:1. Assim, o presente trabalho tem como objetivos: conduzir ensaios de adsorção individual para os metais pesados Cd, Cr, Cu e Pb em solos representativos da bacia sedimentar Amazônica com composições mineralógicas distintas; avaliar o comportamento individual dos metais pesados frente aos solos estudados; avaliar qual dos modelos de isotermas de Langmuir e Freundlich melhor descreve a adsorção de metais pesados nos solos estudados; determinar a capacidade máxima de adsorção (CMA) dos metais pesados nos solos e; identificar a relação entre os parâmetros das isotermas e os atributos dos solos. Os pontos de amostragem foram selecionados de acordo com a representatividade e distribuição dos solos na bacia sedimentar Amazônica, sendo as amostras coletadas em áreas não antropizadas. As classes de solo Latossolo Amarelo; Argissolo Amarelo; Neossolo Quartzarênico Hidromórfico; Neossolo Quartzarênico Órtico; Neossolo Flúvico; Gleissolo; Terra Preta de Índio; Plintossolo e Espodossolo. Os ensaios de adsorção foram baseados no princípio de que quantidades conhecidas de solo e de soluto em solução são colocadas em contato sob agitação até que o sistema alcance o equilíbrio. A concentração dos metais em solução, após o equilíbrio, foi realizada por Espectrofotometro de Absorção Atômica. Os dados foram ajustados aos modelos de regressão não linear de Langmuir e Freundlich, de forma a obter os parâmetros, CMA, EL, Kf e n, relacionados aos fenômenos de adsorção. No estudo de correlação linear foram relacionados os parâmetros de adsorção obtidos e alguns atributos do solo, para verificar quais dentre esses atributos melhor se relacionam com o fenômeno de adsorção para os solos estudados. O grau de ajuste obtido pelas equações de Langmuir e Freundlich foi semelhante, para os elementos e para os solos, com valores de R2, em torno de 0,96. A isoterma do tipo L foi predominante para todos os metais e solos analisados, no entanto foram obtidas isotermas do tipo H para adsorção de Cd e Pb na amostra Terra Preta de Índio (A1). Todos os metais apresentaram correlação negativa entre a CMA e a fração areia do solo, para o grupo I. Cd, Cr, Cu e Pb também apresentaram correlação positiva entre EL, CMA e Kf com CTCef, P, Fed e Feo. A diversidade de características físicas, químicas e mineralógicas encontrada nos solos da bacia sedimentar Amazônica resultou na diferenciação quanto à capacidade máxima de adsorção de Cd, Cr, Cu e Pb. Os atributos do solo atuam favorecendo ou não a maior ou menor adsorção de metais, e isto controla a disponibilidade dos metais no meio. Assim, é imprescindível conhecer a dinâmica dos metais no solo, de forma a prever os riscos ambientais, com uso agrário ou industrial.The soil, depending on their physical, chemical and mineralogical, can have a high ability to retain ions and molecules and can function as an excellent means to adsorb heavy metals. In the Amazon is the largest rainforest in the world, and the soil is the one responsible for sustaining vegetation in this region. The soil-vegetation interaction in this region provides different behavior of other Brazil soils. It is understood that adsorption studies of heavy metals in the Amazon soils contribute to the understanding of the behavior of these elements in those soils. Upon the assumption that more oxidic soils and more clayey minerals rich in 1:1 present a great capacity to adsorb heavy metals, while the adsorption of these metals will be lower in soils rich in 2: 1 minerals. This study aims to: conduct individual adsorption tests for heavy metals Cd, Cr, Cu e Pb for representative soils of sedimentary Amazon Basin with different mineralogical composition; evaluate the individual behavior of heavy metals front of soils; evaluate which of the isotherms of Langmuir and Freundlich best describes the adsorption of heavy metals in soils; determine the maximum adsorption capacity (MAC) of heavy metals in soil and; identify the relationship between the parameters of the isotherms and the attributes of the soil. The samples were selected according to their representation and distribution in the Amazon Basin Sediment collected in areas that did not exposed from the human action. The adsorption experiments were based on the principle that known amounts of soil and solution are brought into contact under agitation for a period of time until the system reaches equilibrium. The concentration of metals in solution after the balance was carried out by atomic absorption spectrophotometer. In the linear correlation study were related parameters obtained from the equation of Langmuir and Freundlich and some soil attributes to verify which of these attributes best describe the adsorption phenomenon for soils. The degree of fit obtained by Langmuir and Freundlich equation was similar, with R2 values of around 0.96. The isotherm L-type was predominant for all metals and analyzed soils, but were also observed isotherms type H for adsorption of Cd and Pb in the sample Terra Preta de Índio (A1). All metals showed negative correlation between the MAC and the sand fraction of the soil, for the group I. Cd, Cr, Cu and Pb also showed a positive correlation between EL, MAC and Kf with CECef, P, Fed and Feo. The diversity of physical, chemical and mineralogical characteristics of the soils found in the Amazon sedimentary basin showed the differentiation as to the maximum capacity adsorption of Cd, Cr, Cu and Pb in the study. Soil attributes act or not favoring a higher or lower metals adsorption, and this controls availability of the metal in the middle. Thus, it is essential to know the dynamics of metals in the soil, in order to predict environmental risks, with agricultural or industrial use.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio