RESUMEN
Zinc is a heavy metal that enters the environment as consequence of both natural and anthropogenic activities. The association of the soil geochemical fractions and adsorption kinetics were studied to evaluate the behavior of the Zn in a contaminated Utisol soil. The contaminated soil samples were collected at depth 0-20, 20-40, 40-60, and 60-80cm into the Manaus Industrial District (MID) region. The study was performed in soil fractions at 50µm being the samples submitted to sequential extraction, batch experiments, X-ray diffraction (XRD) and Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR). The adsorption kinetics was fitted according to Lagergren equation. The physical and chemical proprieties of soil showed that organic matter has low cation adsorption capacity and the existence of kaolinite poorly ordered, monoclinic and mixed with others mineral. The kinetics experiments performed indicated that the Zn is adsorbed by sorption process most probably with the formation of two bidentate surfaces. The Zn contents are above established by CETESB (reference value 60mg kg-1) being observed remarkable differences between exchangeable and residual fraction.
O zinco é um metal pesado que é introduzido no ambiente como consequências de atividades naturais e antrópicas. A associação das frações geoquímicas do solo e a cinética de adsorção foram estudadas para avaliar o comportamento do Zn em um Argissolo Vermelho-Amarelo. As amostras de solo contaminado foram coletadas nas profundidades de 0-20, 20-40, 40-60 e 60-80cm na região do Distrito Industrial de Manaus (MID). O estudo foi realizado nas frações do solo 50µm, sendo as amostras submetidas à extração sequencial, experimentos de adsorção, difração de raios X (DRX) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (IV-TF). A cinética de adsorção foi ajustada de acordo com a equação de Lagergren. As propriedades físicas e químicas do solo mostram que a matéria orgânica tem baixa capacidade de adsorção e a existência de caulinita pobremente ordenada, monoclina e misturada com outros minerais. Os experimentos de cinética indicaram que o Zn é adsorvido por um processo de sorção, muito provavelmente, parecido com a formação de superfícies bidentadas. A quantidade de Zn está acima do estabelecido pela CETESB (valor de referência de 60mg kg-1), sendo observada notável diferença entre as frações trocável e residual.
RESUMEN
Plant ability for tolerating and accumulating high amount of heavy metal is used as a promissory technology for removing contaminants from highly polluted environments. The ability of the macrophyte L. aequinoctialis to remove heavy metal was studied in two different sampling times during its flowering. Samples of plant tissue L. aequinoctialis and water were collected for 800 hours at 48 hour intervals. Concentrations of Ni, Cu, Co, Cr, Mn, Zn, and Fe present in L. aequinoctialis and water were determined by flame atomic absorption spectrometry (FAAS). Data were subjected to the techniques of principal components analysis (PCA), hierarchical cluster analysis (HCA) and boxplot. We found that rhizofiltration of L. aequinoctialis removes high amount of heavy metal in this order: Cr >Ni>Cu> Fe > Zn >Mn. Only significant changes in chemical composition of the water, pH and electrical conductivity alter the absorption capacity of L. aequinoctialis.
A capacidade das plantas em tolerar e absorver quantidades elevadas de metais pesados é usada como uma tecnologia promissora para limpeza de resíduos perigosos em ambientes altamente contaminados. O desempenho da macrófita L. aequinoctialis em absorver metais pesados foi estudado durante sua floração em dois períodos de amostragem diferentes. As amostras de L. aequinoctialis e água foram coletadas por 800 horas em intervalos de 48 horas. A quantidade de Ni, Cu, Co, Cr, Mn, Zn e Fe presente na L. aequinoctialis e água foram determinados por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS). Os resultados foram avaliados pelas técnicas de estatística de componentes principais (PCA), análise de agrupamento hierárquico (HCA) e boxplot. Os resultados mostram que a rizofiltração da L. aequinoctialis remove altas quantidades de metais pesados na seguinte ordem Cr > Ni > Cu > Fe > Zn > Mn. No entanto, observou-se que mudanças significativas na composição química, pH e condutividade elétrica da água alteram a capacidade de absorção da L. aequinoctialis.
RESUMEN
O objetivo deste estudo foi determinar as concentrações totais e em frações geoquímicas de Fe, Mn, Co, Cu e Zn em sedimentos, coletados nos períodos de seca (2005) e cheia (2006) do Lago do Parú. Nas partículas de sedimento seco ao ar (SSA) < 45 µm foi feita uma extração seqüencial pelo método de Tessier et al. (1979) que separa os elementos nas frações geoquímicas trocável, carbonácea, oxídica, orgânica e residual. As amostras de extrato diluídas foram lidas em cada fração, por espectrometria de absorção atômica de chama, sendo que o Fe apresentou a maior concentração total e uma forte associação com óxidos. O Mn alcançou a maior fração trocável dentre os elementos, em ambas as estações analisadas. O Zn obteve uma fração trocável constante entre os dois períodos analisados. O Cu se caracterizou por apresentar forte ligação pela fração orgânica, não variando de uma estação para outra nesta fração. O Co apresentou comportamento similar ao do Cu, exceto pela fração orgânica que apresentou diferença de concentração entre os períodos, sendo maior na cheia. As análises multivariadas confirmaram que os metais foram movimentados entre as frações geoquímicas do período seco para o de cheia.
The aim of this work was to determine whole and geochemical fractions of Fe, Mn, Co, Cu and Zn concentrations from sediments collected at low (2005) and high (2006) water seasons in Lago do Parú. From < 45 µm air dried sediment particles was made a Tessier et al. (1979) method to sequential extraction, which separates elements in exchangeable, bound to carbonates, bound to iron and manganese oxides, bound to organic matter and residual geochemical fractions. Diluted samples were read in each fraction, by flame atomic absorption spectrometry, where Fe showed the highest whole concentration and strong association with oxides. Mn reached the biggest exchangeable fraction among elements in both analyzed periods. Cu showed strong association by organic fraction and don't presented difference of concentration between periods. Co presented similar behavior of Cu, except for organic fraction, in which showed difference between periods, where was bigger in high water level period. Multivariate statistical analyses confirmed that metals were displaced in sediments geochemical fractions at low and high water seasons.
Asunto(s)
Oligoelementos , Sedimentos , Ecosistema AmazónicoRESUMEN
Os resíduos gerados em domicílios incluem diversos produtos, como pesticidas, produtos farmacêuticos, detergentes, óleos de cozinha, metais pesados contidos em baterias e outros utensílios. Esses resíduos são lançados continuamente em aterro sanitário ou lixões em cidades como Manaus. O chorume produzido nesses aterros, quando não tratados, contamina recursos hídricos superficiais e subterrâneos. Neste estudo foi feita uma avaliação das conseqüências da liberação do chorume no sistema hídrico da bacia do Tarumã-Açu. Amostras de água e sedimento foram coletadas nos igarapés Matrinxã, Acará, Bolívia, bacia do Tarumã-Açu e dentro do aterro sanitário (Manaus - Amazonas - Brasil) em março 2001. As amostras de água foram filtradas em filtro Milipore (0,45 mm de poro) e, em seguida, tratadas com HNO3 concentrado. As amostras de sedimento foram peneiradas em malha de 0,053 mm e digeridas com HCl:HNO3 (1:3) a 150°C. As concentrações de alguns metais pesados (Co, Cu, Fe, Cr, Ni, Mn, Pb e Zn) foram determinadas nas amostras de água e sedimento por espectrometria de absorção atômica de chama. Os resultados revelaram que a concentração dos metais pesados é muito acima dos permitidos pela resolução 357/2005 do CONAMA em praticamente todos os locais amostrados, mostrando que o Aterro Sanitário é um dos principais responsáveis pelo impacto ambiental observado nos corpos hídricos estudados. As análises dos componentes principais (PCA) e hierárquica de cluster (HCA), revelam que os pontos de coleta localizados dentro do aterro sanitário apresentam características diferentes dos outros locais amostrados. Além disso, o HCA e PCA mostraram que existe uma similaridade entre os pontos de coleta localizados fora do aterro o que permite afirmar que o chorume do aterro se dissolve por todo corpo hídrico estudado.
Domestic sewage involves several products, such as pesticides, pharmaceutics products, detergents, soybean oil, heavy metal of battery, and others. It is discharged continually in landfill or at any place in city as Manaus. When non-treated the landfill leachate contaminates the superficial and groundwater water. The water and sediment samples were collected from the following streams: Igarapé do Matrinxã, Igarapé do Acará, Igarapé da Bolívia, Bacia do Tarumã-Açu and within Sanitary Landfill (Manaus Amazonas - Brazil) in March of 2001. The water samples were filtered in Milipore 0.45 mm, treated with concentrated HNO3. The sediment samples were served to 0.053 mm and treated with concentrated HCl:HNO3 (1:3). The Co, Cu, Fe, Cr, Ni, Mn, Pb and Zn concentrations were determined by flame atomic absorption spectrometric. The results showed that heavy metals have concentration above the level permitted by Brazilian Environmental protection law (number 357/2005 CONAMA) showing that landfill is the major responsible by environment impact of aquatic system. The principal component (PCA) and hierarchical cluster (HCA) analyses reveal that samples collected within of sanitary landfill have different characteristics from other site sampling. Additionally, HCA and PCA show a similarity between site samplings located out landfill it allows to sustain that the leachate is dissolved by whole aquatic system studied.