Mineralogy, zinc kinetic adsorption and sequential extraction of contaminated soil in Manaus, Amazon / Mineralogia, cinética de adsorção e extração sequencial de zinco de um solo contaminado em Manaus, Amazônia, Brazil

ABSTRACT

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.

RESUMO

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.