Evaluation of the insoluble sulfides formation in the remediation of contaminated soils with cadmium and zinc

A preocupação com a contaminação por metais reflete na busca de metodologias de recuperação de solos. O objetivo deste trabalho foi compreender os mecanismos de formação e oxidação dos sulfetos em solos e propor uma metodologia de imobilização de metais pela formação de sulfeto insolúvel e posterior fitoextração. Três experimentos foram conduzidos em solos contaminados com Cd e Zn. O primeiro teve como objetivo definir a concentração de (NH4)2S necessária para a formação dos sulfetos metálicos. Os resultados confirmam que a adição de sulfeto reduz a disponibilidade de Cd e Zn em Argissolos Vermelho-Amarelos distróficos e que concentrações de sulfetos superiores a 30 e 60 mmol kg-1, respectivamente para Cd e Zn, não melhora a capacidade de imobilização dos metais. O segundo experimento objetivou avaliar a influência da matéria orgânica, pH, tempo e ambiente na imobilização de Cd e Zn associado ao sulfeto. Foi demonstrado que a adição de matéria orgânica reduz a concentração de Cd solúvel e mantém o pH em faixa adequada às plantas. Para o Zn, a matéria orgânica não apresentou efeito significativo, prevalecendo o efeito do sulfeto. O aumento do pH, através da adição de carbonatos aumenta a imobilização do Cd e Zn em presença de sulfeto, influenciado pela formação dos respectivos hidróxidos. A exposição dos sulfetos metálicos a um ambiente oxidante reduz a imobilização de Cd e Zn devido à sua oxidação e consequente dissociação molecular. O terceiro experimento, desenvolvido em casa de vegetação, avaliou a disponibilidade de Cd e Zn e sua toxidez em Phaseolus vulgaris L. (feijão), utilizando a melhor dose de sulfeto com adição de matéria orgânica para obter maior eficiência na imobilização. A produção de massa seca da planta foi superior em solos que não continham sulfeto, o que indica fitotoxicidade. Concluímos que soluções de sulfeto podem ser utilizadas para imobilização temporária de Cd e Zn em solos contaminados, entretanto sua aplicação combinada à fitorremediação necessita de maiores estudosThe development of remediation of soil degraded areas methodologies reflects the concern with the metal contamination. The aim of this work was to understand the formation mechanisms and oxidation of sulfides in soils and propose a metal immobilization procedure by precipitation an insoluble sulfide and subsequent phytoextraction. Three experiments were conducted in contaminated soils with Cd and Zn. The first aimed to determine the (NH4)2S concentration necessary for the metallic sulfide formation. The results confirm that the sulfide addition reduces the Cd and Zn available in red-yellow dystrophic Argisoil and sulfide concentration above 30 and 60 mmol kg-1, respectively for Cd and Zn, not improve the metals immobilizations. The second experiment evaluated the organic matter, pH, time and atmosphere influence in the Cd- and Zn-sulfide immobilization. The addition of organic matter reduces the concentration of soluble Cd and maintaining the pH in adequate range for plants. For Zn, organic matter didn\'t show significant effect, prevailing the sulfide effect. The increase in pH by carbonates addition increases the Cd and Zn immobilizations in the sulfide presence. The exposure of metallic sulfide to an oxidizing atmosphere reduces Cd and Zn immobilization. The third experiment, developed in greenhouse, evaluated the Cd e Zn toxicity in Phaseolus vulgaris L. (bean) by using the best sulfide dose and addition of organic matter. The dry matter production was higher in soils without sulfide, indication phytotoxicity. We conclude that sulfide solutions can be used for Cd and Zn temporary immobilization in contaminated soils, however the application combined with phytoremediation needs further studie