ABSTRACT
Soil management using fertilizers can modify soil chemical, biochemical and biological properties, including the concentration of trace-elements as cadmium (Cd), chromium (Cd) and nickel (Ni). Bacterial isolates from Cd, Cr, and Ni-contaminated soil were evaluated for some characteristics for their use in bioremediation. Isolates (592) were obtained from soil samples (19) of three areas used in three maize cultivation systems: no-tillage and conventional tillage with the application of mineral fertilizers; minimum tillage with the application of sewage sludge. Four isolates were resistant to Cr3+ (3.06 mmol dm-3) and Cd2+ (2.92 mmol dm-3). One isolate was resistant to the three metals at 0.95 mmol dm-3. All isolates developed in a medium of Cd2+, Cr3+ and Ni2+ at 0.5 mmol dm-3, and removed Cd2+ (17-33%) and Cr6+ (60-70%). They were identified by sequencing of the gene 16S rRNA, as bacteria of the genera Paenibacillus, Burkholderia, Ensifer, and two Cupriavidus. One of the Cupriavidus isolate was able to remove 60% of Cr6+ from the culture medium and showed high indole acetic acid production capacity. We evaluated it in a microbe-plant system that could potentially be deployed in bioremediation by removing toxic metals from contaminated soil.
Subject(s)
Bacteria/metabolism , Cadmium/metabolism , Chromium/metabolism , Nickel/metabolism , Soil Microbiology , Soil Pollutants/metabolism , Agriculture , Bacteria/isolation & purification , Biodegradation, Environmental , Brazil , Tropical ClimateABSTRACT
The sewage sludge used for agricultural purposes provides many benefits to soil, but it contain harmful elements to environment, that infers in a great attention on its use. The aim of this work was to evaluate the effects of successive applications of sewage sludge on heavy metals accumulation (cadmium, chromium and lead) in samples of soils and corn plants, as well as evaluate the chemicals extractants efficiency in estimate the phyto disponibility of those elements. The experiment was conducted in randomized blocks design in the 2007/08 season, with 4 treatments (0, 5, 10 and 20 Mg ha-1 of sewage sludge) and 5 replicates. It was evaluated: the quantities available of Cd, Cr and Pb in soil by Melich-1, Melich-3 and DTPA extractants; the quantities extracted by corn plants; and the correlation between the disposition and quantities of those metals on whole plants, diagnosis leaves and corn grains. The application of sewage sludge for eleven consecutive years has not showed increase in total quantity nor availability of Cr, Cd and Pb in the evaluated soils. The extractor Melich-1 was the only one that showed significant correlation for availability of Cd, Cr and Pb in soil and corn plants. The correlation of metal availability in soil x leaf diagnosis was significant only for Pb with the Melich-3 and DTPA extractants.
Utilizado com fins agrícolas, o lodo de esgoto proporciona inúmeros benefícios ao solo, porém por nele conter elementos prejudiciais ao meio ambiente, nos remete uma maior atenção quanto à sua utilização. Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos de aplicações sucessivas de lodo de esgoto sobre o acúmulo e disponibilidade de metais pesados (cádmio, cromo e chumbo) no solo e em amostras de planta de milho, bem como a eficiência de extratores químicos em estimar a fitodisponibilidade desses elementos. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso, para safra 2007/08 foram utilizados 4 tratamentos: 0, 55, 110 e 167,5 Mg ha-1 de lodo de esgoto com 5 repetições. Foram avaliadas as quantidades disponíveis de Cd, Cr e Pb no solo através dos extratores Melich-1, Melich-3 e DTPA; teores extraídos por plantas de milho; bem como as correlações entre a disponibilidade dos metais no solo e seus respectivos teores em: plantas inteiras, folhas diagnose e grãos de milho. A aplicação de lodo de esgoto por onze anos consecutivos não apresentou acréscimos para os teores totais e disponíveis dos metais Cd, Cr e Pb no solo. O extrator Melich-1 foi o único que se apresentou eficiente na correlação disponibilidade de Cd, Cr e Pb no solo x plantas de milho. Os extratores Melich-3 e DTPA foram eficientes na correlação disponibilidade de metais no solo x folha diagnose apenas para Pb.
ABSTRACT
The sewage sludge used for agricultural purposes provides many benefits to soil, but it contain harmful elements to environment, that infers in a great attention on its use. The aim of this work was to evaluate the effects of successive applications of sewage sludge on heavy metals accumulation (cadmium, chromium and lead) in samples of soils and corn plants, as well as evaluate the chemicals extractants efficiency in estimate the phyto disponibility of those elements. The experiment was conducted in randomized blocks design in the 2007/08 season, with 4 treatments (0, 5, 10 and 20 Mg ha-1 of sewage sludge) and 5 replicates. It was evaluated: the quantities available of Cd, Cr and Pb in soil by Melich-1, Melich-3 and DTPA extractants; the quantities extracted by corn plants; and the correlation between the disposition and quantities of those metals on whole plants, diagnosis leaves and corn grains. The application of sewage sludge for eleven consecutive years has not showed increase in total quantity nor availability of Cr, Cd and Pb in the evaluated soils. The extractor Melich-1 was the only one that showed significant correlation for availability of Cd, Cr and Pb in soil and corn plants. The correlation of metal availability in soil x leaf diagnosis was significant only for Pb with the Melich-3 and DTPA extractants.
Utilizado com fins agrícolas, o lodo de esgoto proporciona inúmeros benefícios ao solo, porém por nele conter elementos prejudiciais ao meio ambiente, nos remete uma maior atenção quanto à sua utilização. Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos de aplicações sucessivas de lodo de esgoto sobre o acúmulo e disponibilidade de metais pesados (cádmio, cromo e chumbo) no solo e em amostras de planta de milho, bem como a eficiência de extratores químicos em estimar a fitodisponibilidade desses elementos. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso, para safra 2007/08 foram utilizados 4 tratamentos: 0, 55, 110 e 167,5 Mg ha-1 de lodo de esgoto com 5 repetições. Foram avaliadas as quantidades disponíveis de Cd, Cr e Pb no solo através dos extratores Melich-1, Melich-3 e DTPA; teores extraídos por plantas de milho; bem como as correlações entre a disponibilidade dos metais no solo e seus respectivos teores em: plantas inteiras, folhas diagnose e grãos de milho. A aplicação de lodo de esgoto por onze anos consecutivos não apresentou acréscimos para os teores totais e disponíveis dos metais Cd, Cr e Pb no solo. O extrator Melich-1 foi o único que se apresentou eficiente na correlação disponibilidade de Cd, Cr e Pb no solo x plantas de milho. Os extratores Melich-3 e DTPA foram eficientes na correlação disponibilidade de metais no solo x folha diagnose apenas para Pb.
ABSTRACT
For composted industrial wastes have high potential to use as substrate for seedling production of ornamental species, therefore that the aim of this work was to evaluate emergency and plant growth of ornamental Capsicum and Celosia in substrate based of tannery sludge compost. The experiment was carried out in trays and substrates were: tannery sludge compost, tannery sludge compost + 10% vermiculite, tannery sludge compost + 20% vermiculite, commercial substrate used as control. In the tannery sludge compost there was an increase in the rate of seedling emergence only for ornamental pepper. For the plant biomass, height and root length the highest values occurred in treatments where the substrate was tannery sludge compost as compared as with commercial substrate. The higher value of root biomass was obtained when the substrate was tannery sludge composted associated with 10% vermiculite. The tannery sludge compost may be a potential alternative for use as substrate in seedling production of ornamental Capsicum and celosia.
Há grande potencial de uso dos resíduos industriais compostados como substrato na produção de mudas de espécies ornamentais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a emergência e o crescimento inicial de plântulas de pimenta ornamental e celosia em substratos à base de composto de lodo de curtume. O experimento foi instalado em bandejas de isopor e os substratos utilizados foram: composto de lodo de curtume; composto de lodo de curtume + 10% de vermiculita; composto de lodo de curtume + 20% de vermiculita; substrato comercial à base de turfa, usado como controle. No composto de lodo de curtume, houve aumento na velocidade de emergência das plântulas apenas para pimenta ornamental. Para a fitomassa, a altura das plantas e para o comprimento das raízes, os maiores valores ocorreram nos tratamentos em que o substrato foi o composto de lodo de curtume, em relação à turfa. O maior valor de fitomassa das raízes foi obtido quando o substrato foi o composto de lodo de curtume associado com 10% de vermiculita. O composto de lodo de curtume é uma alternativa potencial para uso como substrato na produção de mudas de pimenta ornamental e celosia.
ABSTRACT
For composted industrial wastes have high potential to use as substrate for seedling production of ornamental species, therefore that the aim of this work was to evaluate emergency and plant growth of ornamental Capsicum and Celosia in substrate based of tannery sludge compost. The experiment was carried out in trays and substrates were: tannery sludge compost, tannery sludge compost + 10% vermiculite, tannery sludge compost + 20% vermiculite, commercial substrate used as control. In the tannery sludge compost there was an increase in the rate of seedling emergence only for ornamental pepper. For the plant biomass, height and root length the highest values occurred in treatments where the substrate was tannery sludge compost as compared as with commercial substrate. The higher value of root biomass was obtained when the substrate was tannery sludge composted associated with 10% vermiculite. The tannery sludge compost may be a potential alternative for use as substrate in seedling production of ornamental Capsicum and celosia.
Há grande potencial de uso dos resíduos industriais compostados como substrato na produção de mudas de espécies ornamentais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a emergência e o crescimento inicial de plântulas de pimenta ornamental e celosia em substratos à base de composto de lodo de curtume. O experimento foi instalado em bandejas de isopor e os substratos utilizados foram: composto de lodo de curtume; composto de lodo de curtume + 10% de vermiculita; composto de lodo de curtume + 20% de vermiculita; substrato comercial à base de turfa, usado como controle. No composto de lodo de curtume, houve aumento na velocidade de emergência das plântulas apenas para pimenta ornamental. Para a fitomassa, a altura das plantas e para o comprimento das raízes, os maiores valores ocorreram nos tratamentos em que o substrato foi o composto de lodo de curtume, em relação à turfa. O maior valor de fitomassa das raízes foi obtido quando o substrato foi o composto de lodo de curtume associado com 10% de vermiculita. O composto de lodo de curtume é uma alternativa potencial para uso como substrato na produção de mudas de pimenta ornamental e celosia.
ABSTRACT
Agricultural production systems have to combine management practices in order to sustain soil's profitability and quality. Organic farming is gaining worldwide acceptance and has been expanding at an annual rate of 20% in the last decade, accounting for over 24 million hectares worldwide. Organic practices avoid applications of synthetic fertilizers and pesticides, rely on organic inputs and recycling for nutrient supply, and emphasize cropping system design and biological processes for pest management, as defined by organic farming regulation in the world. In comparison with conventional farming, organic farming has potential benefits in improving food quality and safety. Plant production in organic farming mainly depends on nutrient release as a function of mineralization processes in soils. The build-up of a large and active soil microbial biomass is important pool of accessible nutrients, therefore, is an important priority in organic farming. In organic farming, there is positive effect of quantity and quality of inputs of organic residues on soil microbial biomass. In this way, the organic systems are extremely important for the increase of the soil fertility and the maintenance of the environmental sustainability.
A produção agrícola tem de combinar práticas para prover a sustentabilidade do solo. A agricultura orgânica está ganhando aceitação mundial e cresce à taxa anual de 20% na última década, contabilizando mais de 24 milhões de hectares. As práticas orgânicas evitam o uso de fertilizantes sintéticos e pesticidas, enfatiza a aplicação de matéria orgânica, como também a reciclagem de nutrientes e de processos biológicos para manejo de pragas, através das regras dos sistemas orgânicos no mundo. Em comparação com a agricultura convencional, os sistemas orgânicos têm potencial de melhorar a qualidade e a segurança dos alimentos. A produção das plantas no sistema orgânico depende da liberação de nutrientes pelo processo de mineralização microbiana no solo. A construção de uma grande e ativa biomassa microbiana é um importante reservatório de nutrientes disponíveis. Dessa forma, isso é uma prioridade no sistema orgânico. Em sistemas orgânicos, há efeitos positivos da quantidade e da qualidade das fontes de carbono orgânico sobre a biomassa microbiana do solo. Nesse sentido, as práticas do sistema orgânico são extremamente importantes para o aumento da fertilidade do solo e para a manutenção da sustentabilidade ambiental.
ABSTRACT
Agricultural production systems have to combine management practices in order to sustain soil's profitability and quality. Organic farming is gaining worldwide acceptance and has been expanding at an annual rate of 20% in the last decade, accounting for over 24 million hectares worldwide. Organic practices avoid applications of synthetic fertilizers and pesticides, rely on organic inputs and recycling for nutrient supply, and emphasize cropping system design and biological processes for pest management, as defined by organic farming regulation in the world. In comparison with conventional farming, organic farming has potential benefits in improving food quality and safety. Plant production in organic farming mainly depends on nutrient release as a function of mineralization processes in soils. The build-up of a large and active soil microbial biomass is important pool of accessible nutrients, therefore, is an important priority in organic farming. In organic farming, there is positive effect of quantity and quality of inputs of organic residues on soil microbial biomass. In this way, the organic systems are extremely important for the increase of the soil fertility and the maintenance of the environmental sustainability.
A produção agrícola tem de combinar práticas para prover a sustentabilidade do solo. A agricultura orgânica está ganhando aceitação mundial e cresce à taxa anual de 20% na última década, contabilizando mais de 24 milhões de hectares. As práticas orgânicas evitam o uso de fertilizantes sintéticos e pesticidas, enfatiza a aplicação de matéria orgânica, como também a reciclagem de nutrientes e de processos biológicos para manejo de pragas, através das regras dos sistemas orgânicos no mundo. Em comparação com a agricultura convencional, os sistemas orgânicos têm potencial de melhorar a qualidade e a segurança dos alimentos. A produção das plantas no sistema orgânico depende da liberação de nutrientes pelo processo de mineralização microbiana no solo. A construção de uma grande e ativa biomassa microbiana é um importante reservatório de nutrientes disponíveis. Dessa forma, isso é uma prioridade no sistema orgânico. Em sistemas orgânicos, há efeitos positivos da quantidade e da qualidade das fontes de carbono orgânico sobre a biomassa microbiana do solo. Nesse sentido, as práticas do sistema orgânico são extremamente importantes para o aumento da fertilidade do solo e para a manutenção da sustentabilidade ambiental.
ABSTRACT
Agricultural production systems have to combine management practices in order to sustain soil's profitability and quality. Organic farming is gaining worldwide acceptance and has been expanding at an annual rate of 20% in the last decade, accounting for over 24 million hectares worldwide. Organic practices avoid applications of synthetic fertilizers and pesticides, rely on organic inputs and recycling for nutrient supply, and emphasize cropping system design and biological processes for pest management, as defined by organic farming regulation in the world. In comparison with conventional farming, organic farming has potential benefits in improving food quality and safety. Plant production in organic farming mainly depends on nutrient release as a function of mineralization processes in soils. The build-up of a large and active soil microbial biomass is important pool of accessible nutrients, therefore, is an important priority in organic farming. In organic farming, there is positive effect of quantity and quality of inputs of organic residues on soil microbial biomass. In this way, the organic systems are extremely important for the increase of the soil fertility and the maintenance of the environmental sustainability.
A produção agrícola tem de combinar práticas para prover a sustentabilidade do solo. A agricultura orgânica está ganhando aceitação mundial e cresce à taxa anual de 20% na última década, contabilizando mais de 24 milhões de hectares. As práticas orgânicas evitam o uso de fertilizantes sintéticos e pesticidas, enfatiza a aplicação de matéria orgânica, como também a reciclagem de nutrientes e de processos biológicos para manejo de pragas, através das regras dos sistemas orgânicos no mundo. Em comparação com a agricultura convencional, os sistemas orgânicos têm potencial de melhorar a qualidade e a segurança dos alimentos. A produção das plantas no sistema orgânico depende da liberação de nutrientes pelo processo de mineralização microbiana no solo. A construção de uma grande e ativa biomassa microbiana é um importante reservatório de nutrientes disponíveis. Dessa forma, isso é uma prioridade no sistema orgânico. Em sistemas orgânicos, há efeitos positivos da quantidade e da qualidade das fontes de carbono orgânico sobre a biomassa microbiana do solo. Nesse sentido, as práticas do sistema orgânico são extremamente importantes para o aumento da fertilidade do solo e para a manutenção da sustentabilidade ambiental.
ABSTRACT
Sewage sludge is a residue from waste water treatment plants and vinasse is a main effluent from alcohol distilleries. The main differences between them are observed in the nitrogen (N) and potassium (K) contents. Sewage sludge is poor in K, and the vinasse in N. This research was carried out to evaluate sewage sludge and vinasse effects on the nitrogen contents of the plant-soil system and the effects of their application on planted-cane and 1st. ratoon-cane under field conditions, on a Typic Haplustox, in Pontal, State of São Paulo, Brazil, using the sugarcane cultivar SP81-3250. A randomized blocks experimental design was used with 13 treatments and three replications. The results were organized in a 3 × 2 × 2 factorial scheme (three residue forms, two application modes and two rates of N or K) and a control treatment (mineral fertilization). Sewage sludge provided the highest N plant contents and the highest residual N soil contents. Sewage sludge and vinasse can replace mineral fertilization for both planted-cane and 1st. ratoon-cane.
O lodo de esgoto é um resíduo obtido em Estações de Tratamento de Esgoto. A vinhaça constitui-se no principal efluente das destilarias de álcool. A principal diferença entre ambos está nos conteúdos de nitrogênio (N) e potássio (K), sendo o lodo de esgoto pobre em K e a vinhaça pobre em N. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do lodo de esgoto e da vinhaça sobre o nitrogênio no sistema solo-planta e os reflexos na produtividade da cana-de-açúcar por dois anos consecutivos. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico plintico, localizado no Município de Pontal, SP. A cultivar de cana-de-açúcar testada foi a SP81-3250. Os fatores de estudo foram três resíduos (lodo de esgoto, vinhaça e lodo de esgoto+vinhaça), dois modos de aplicação (linha de plantio e área total), duas doses (100 e 200% do N e K necessários à cultura) e um tratamento testemunha (adubação mineral). O lodo de esgoto proporcionou maior acúmulo de N na planta e maior teor residual de N no solo. A aplicação de lodo de esgoto e vinhaça na cultura da cana-de-açúcar pode substituir a adubação mineral, tanto para cana-planta quanto para cana-soca.
ABSTRACT
Sewage sludge is a residue from waste water treatment plants and vinasse is a main effluent from alcohol distilleries. The main differences between them are observed in the nitrogen (N) and potassium (K) contents. Sewage sludge is poor in K, and the vinasse in N. This research was carried out to evaluate sewage sludge and vinasse effects on the nitrogen contents of the plant-soil system and the effects of their application on planted-cane and 1st. ratoon-cane under field conditions, on a Typic Haplustox, in Pontal, State of São Paulo, Brazil, using the sugarcane cultivar SP81-3250. A randomized blocks experimental design was used with 13 treatments and three replications. The results were organized in a 3 × 2 × 2 factorial scheme (three residue forms, two application modes and two rates of N or K) and a control treatment (mineral fertilization). Sewage sludge provided the highest N plant contents and the highest residual N soil contents. Sewage sludge and vinasse can replace mineral fertilization for both planted-cane and 1st. ratoon-cane.
O lodo de esgoto é um resíduo obtido em Estações de Tratamento de Esgoto. A vinhaça constitui-se no principal efluente das destilarias de álcool. A principal diferença entre ambos está nos conteúdos de nitrogênio (N) e potássio (K), sendo o lodo de esgoto pobre em K e a vinhaça pobre em N. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do lodo de esgoto e da vinhaça sobre o nitrogênio no sistema solo-planta e os reflexos na produtividade da cana-de-açúcar por dois anos consecutivos. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico plintico, localizado no Município de Pontal, SP. A cultivar de cana-de-açúcar testada foi a SP81-3250. Os fatores de estudo foram três resíduos (lodo de esgoto, vinhaça e lodo de esgoto+vinhaça), dois modos de aplicação (linha de plantio e área total), duas doses (100 e 200% do N e K necessários à cultura) e um tratamento testemunha (adubação mineral). O lodo de esgoto proporcionou maior acúmulo de N na planta e maior teor residual de N no solo. A aplicação de lodo de esgoto e vinhaça na cultura da cana-de-açúcar pode substituir a adubação mineral, tanto para cana-planta quanto para cana-soca.
ABSTRACT
The role of nickel in soils of tropical areas under the application of sewage sludge is still not very well known. This study was carried out under greenhouse conditions in Jaboticabal, São Paulo State, Brazil, with the objective of evaluating the impact of the application of sewage sludge previously contaminated with rates of nickel (329, 502, 746 and 1119 mg kg-1, dry basis) on a soil cropped with sorghum, in relation to soil enzyme activity and soil microbial biomass. Soil samples were collected at the beginning and the end of the experiment. The experimental design was completely randomized, with five treatments (control and four rates of Ni in the sewage sludge) and four replications. C and N of the soil microbial biomass and enzyme activities (acid and alkaline phosphatases) were sensitive indicators for impact evaluation caused by sewage sludge contaminated with nickel. There were positive correlations between "total" and extractable nickel (Mehlich 1) with C-microbial biomass and negative with the microbial C/N relationship. N-microbial biomass correlated positively with "total" and extractable Ni at the last sampling. At the end of the experiment, the acid phosphatase activity correlated negatively with "total" Ni while the alkaline phosphatase correlated with both forms of the metal.
O comportamento do níquel em solos de regiões tropicais, principalmente quando adicionado através de lodos de esgoto, ainda é pouco conhecido. O estudo foi conduzido em casa de vegetação, localizada no município de Jaboticabal, Estado de São Paulo, Brasil, com o objetivo de avaliar o impacto da aplicação de lodo de esgoto contaminado com níquel (329, 502, 746 e 1119 mg kg-1, base seca) sobre a atividade enzimática e a biomassa microbiana de um solo cultivado com sorgo. As amostras de solo foram coletadas em duas épocas (início e final do experimento). O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com cinco tratamentos (testemunha + quatro doses de Ni no lodo de esgoto) e quatro repetições. O C e o N da biomassa microbiana e a atividade das fosfatases ácida e alcalina foram indicadores sensíveis na avaliação do impacto da aplicação do lodo de esgoto contaminado com níquel no solo. Houve correlação significativa e positiva entre os teores "totais" e extraíveis de Ni com o C da biomassa microbiana e negativa com a relação C/N da biomassa microbiana nas duas épocas de amostragem. O N da biomassa microbiana correlacionou-se positivamente com os teores "totais" e extraíveis de Ni (Mehlich 1). A atividade da fosfatase ácida correlacionou-se negativamente com o Ni "total" e a atividade da fosfatase alcalina com os teores de Ni "total" e Ni extraível ao final do experimento.
ABSTRACT
The role of nickel in soils of tropical areas under the application of sewage sludge is still not very well known. This study was carried out under greenhouse conditions in Jaboticabal, São Paulo State, Brazil, with the objective of evaluating the impact of the application of sewage sludge previously contaminated with rates of nickel (329, 502, 746 and 1119 mg kg-1, dry basis) on a soil cropped with sorghum, in relation to soil enzyme activity and soil microbial biomass. Soil samples were collected at the beginning and the end of the experiment. The experimental design was completely randomized, with five treatments (control and four rates of Ni in the sewage sludge) and four replications. C and N of the soil microbial biomass and enzyme activities (acid and alkaline phosphatases) were sensitive indicators for impact evaluation caused by sewage sludge contaminated with nickel. There were positive correlations between "total" and extractable nickel (Mehlich 1) with C-microbial biomass and negative with the microbial C/N relationship. N-microbial biomass correlated positively with "total" and extractable Ni at the last sampling. At the end of the experiment, the acid phosphatase activity correlated negatively with "total" Ni while the alkaline phosphatase correlated with both forms of the metal.
O comportamento do níquel em solos de regiões tropicais, principalmente quando adicionado através de lodos de esgoto, ainda é pouco conhecido. O estudo foi conduzido em casa de vegetação, localizada no município de Jaboticabal, Estado de São Paulo, Brasil, com o objetivo de avaliar o impacto da aplicação de lodo de esgoto contaminado com níquel (329, 502, 746 e 1119 mg kg-1, base seca) sobre a atividade enzimática e a biomassa microbiana de um solo cultivado com sorgo. As amostras de solo foram coletadas em duas épocas (início e final do experimento). O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com cinco tratamentos (testemunha + quatro doses de Ni no lodo de esgoto) e quatro repetições. O C e o N da biomassa microbiana e a atividade das fosfatases ácida e alcalina foram indicadores sensíveis na avaliação do impacto da aplicação do lodo de esgoto contaminado com níquel no solo. Houve correlação significativa e positiva entre os teores "totais" e extraíveis de Ni com o C da biomassa microbiana e negativa com a relação C/N da biomassa microbiana nas duas épocas de amostragem. O N da biomassa microbiana correlacionou-se positivamente com os teores "totais" e extraíveis de Ni (Mehlich 1). A atividade da fosfatase ácida correlacionou-se negativamente com o Ni "total" e a atividade da fosfatase alcalina com os teores de Ni "total" e Ni extraível ao final do experimento.
ABSTRACT
Mining is an activity that tends to degrade the environment. The restoration of mining areas, aims to accelerate and improve the succession process according to its future use. The objective of this work was to rehabilitate a soil degraded by tin mining activities in the Amazon Basin (Jamari National Forest, State of Rondônia) with the application of water treatment sludge (WTS), and verify the effect of sludge on values of pH (CaCl2 0.01 mol L-1), organic matter, P, Ca, Mg, K, H+Al, and soil micronutrient contents when cultivated with native plants, legumes, and grass species. A factorial (3 X 5) experimental design was used to optimize the rehabilitation of these areas including three N rates (100, 200, and 300 mg N kg-1 soil supplied by WTS), five plant species (grasses, legumes, and native plants), and two controls (degraded soil with no fertilizer and degraded soil fertilized with mineral fertilizers), with four replications. WTS increased pH values. The chemical products used to treat the water contributed, in greater extension, to increase soil Ca and Fe contents. The use of WTS as fertilizer proved viable, since it contains nutrients for plants; however, nitrogen should not be used as a criterion to define the rate of sludge application, because it is present at small amounts in the WTS.
A mineração é uma atividade que tende a degradar o ambiente. A recuperação destas áreas visa acelerar o processo de sucessão e, se possível, melhorá-las de acordo com o uso futuro. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA) em solo degradado pela mineração de cassiterita na Floresta Nacional do Jamari, RO, sobre atributos de fertilidade do solo e sobre o conteúdo em micronutrientes, quando cultivado com plantas pioneiras, leguminosas e gramíneas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 X 5 com 4 repetições. Os tratamentos incluíram três doses de nitrogênio (100, 200 e 300 mg de N kg-1 solo), fornecidas pelo lodo de ETA, cinco tipos de plantas (gramínea, leguminosa e pioneira) e duas testemunhas (solo degradado sem e com fertilização mineral). O lodo de ETA aumentou o pH do solo degradado. Os produtos utilizados no tratamento químico da água contribuíram para aumentar, em maior proporção, os teores de Ca e Fe no solo. O uso do lodo de ETA como fertilizante mostrou-se viável, porque contém nutrientes de plantas, no entanto o nitrogênio não deve ser utilizado como critério para definir as doses de aplicação, porque este se encontra em pequena quantidade no lodo de ETA.
ABSTRACT
The application of water treatment sludge (WTS) to degraded soil is an alternative for both residue disposal and degraded soil reclaim. This study evaluated effects of the application of water treatment sludge to a Typic Hapludox soil degraded by tin mining in the National Forest of Jamari, State of Rondonia, Brazil, on the content of heavy metals. A completely randomized experimental design with five treatments was used: control (n = 4); chemical control, which received only liming (n = 4); and rates D100, D150 and D200, which corresponded to 100, 150 and 200 mg of N-sludge kg-1 soil (n = 20), respectively. Thirty days after liming, period in which soil moisture was kept at 70% of the retention capacity, soil samples were taken and analyzed for total and extractable Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Pb, Ni, and Cr. The application of WTS increased heavy-metal contents in the degraded soil. Although heavy metals were below their respective critical limits, sludge application onto degraded areas may cause hazardous environmental impact and thus must be monitored.
A aplicação do lodo de estação de tratamento de água (LETA) em solos degradados é uma alternativa tanto para disposição desse resíduo como para a recuperação do solo. Neste trabalho avaliaram-se os efeitos do LETA nos teores de metais pesados em um Latossolo degradado por mineração de cassiterita na Floresta Nacional do Jamari, RO, Brasil. Utilizou-se delineamento experimental inteiramente casualizado com cinco tratamentos: testemunha (n = 4); testemunha química, que recebeu apenas calagem (n = 4) e doses D100, D150 e D200 (respectivamente 100, 150 e 200 mg de N kg-1 solo na forma de LETA), aplicadas antes da calagem (n = 20). Após 30 dias da calagem, período em que o solo contido nos vasos foi mantido com teor de umidade próximo à capacidade de retenção, coletaram-se amostras de solo, que foram analisadas com relação aos teores totais e extraíveis de Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Pb, Ni e Cr. A aplicação de LETA aumentou os teores dos metais pesados do solo. A aplicação deste tipo de lodo em áreas degradadas pode causar impacto ambiental e, portanto, deve ser monitorada.
ABSTRACT
Biosolids comprise organic matter and plant nutrients, but are also a source of heavy metals hazardous to soils, plants and humans. The aim of this work was to evaluate accumulation, movement in the soil profile and availability to maize plants of heavy metals in two oxisols amended with biosolids for five years. The experiment was carried out in Jaboticabal, SP, Brazil, under field conditions, using a split-plot design. Biosolids were added to the soils at four different rates, 0.0 (control with mineral fertilization), 2.5; 5.0 and 10.0 t ha-1, dry weight basis, annualy for three years. In the fourth and fifth years, the 2.5 t ha-1 treatment rate was increased to 20.0 t ha-1. In the fifth year, soil samples were collected at 0-20 and 20-40 cm depths and analyzed for Cu, Ni, Mn, Pb and Zn total and extractable (Mehlich 1) contents. Biosolids increased the concentration of Ni and Zn in the Typic Eutrorthox, and of Ni, Pb, Zn and Cu in the Typic Haplorthox, but values did not exceed critical limits established by legislation. The elements generally accumulated in the 0-20 cm depth. Lead and Ni concentrations in grains were below detection limits. In general, heavy metals contents in maize plants were not affected by application of biosolids. Mehlich 1 extractant was not efficient in predicting the availability of Ni, Mn, and Pb to maize plants.
O biossólido contém em sua composição matéria orgânica e nutrientes das plantas, mas também metais pesados danosos para solos, plantas e a saúde humana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de metais pesados e sua mobilidade no perfil do solo, assim como a disponibilidade para plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef) tratados com doses crescentes de biossólido durante cinco anos. O experimento foi conduzido em Jaboticabal, SP, Brasil, em condições de campo, utilizando-se delineamento de parcelas subdivididas com cinco repetições. Foram testadas quatro doses de biossólido: 0,0; 2,5; 5,0 e 10,0 t ha-1 (base seca) nos três primeiros anos. A partir do quarto ano a dose 2,5 foi substituída por 20,0 t ha-1. No quinto ano de experimentação amostras de solo foram obtidas nas profundidades 0-20 e 20-40 cm e analisadas para totais e extraíveis (Mehlich 1) de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn. O biossólido aumentou os teores de Ni e Zn no LVef e Ni, Pb, Zn e Cu no LVd, mas os valores não ultrapassaram os níveis críticos legais. Os elementos geralmente acumularam-se na profundidade 0-20 cm em ambos os solos. Os teores de Pb e Ni nos grãos ficaram abaixo do limite de detecção da metodologia empregada. As concentrações de metais pesados na planta geralmente não foram afetados pela adição de biossólido. O extrator Mehlich 1 não foi eficiente para avaliar a disponibilidade de Ni, Mn e Pb para planta de milho.
ABSTRACT
Biosolids comprise organic matter and plant nutrients, but are also a source of heavy metals hazardous to soils, plants and humans. The aim of this work was to evaluate accumulation, movement in the soil profile and availability to maize plants of heavy metals in two oxisols amended with biosolids for five years. The experiment was carried out in Jaboticabal, SP, Brazil, under field conditions, using a split-plot design. Biosolids were added to the soils at four different rates, 0.0 (control with mineral fertilization), 2.5; 5.0 and 10.0 t ha-1, dry weight basis, annualy for three years. In the fourth and fifth years, the 2.5 t ha-1 treatment rate was increased to 20.0 t ha-1. In the fifth year, soil samples were collected at 0-20 and 20-40 cm depths and analyzed for Cu, Ni, Mn, Pb and Zn total and extractable (Mehlich 1) contents. Biosolids increased the concentration of Ni and Zn in the Typic Eutrorthox, and of Ni, Pb, Zn and Cu in the Typic Haplorthox, but values did not exceed critical limits established by legislation. The elements generally accumulated in the 0-20 cm depth. Lead and Ni concentrations in grains were below detection limits. In general, heavy metals contents in maize plants were not affected by application of biosolids. Mehlich 1 extractant was not efficient in predicting the availability of Ni, Mn, and Pb to maize plants.
O biossólido contém em sua composição matéria orgânica e nutrientes das plantas, mas também metais pesados danosos para solos, plantas e a saúde humana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de metais pesados e sua mobilidade no perfil do solo, assim como a disponibilidade para plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef) tratados com doses crescentes de biossólido durante cinco anos. O experimento foi conduzido em Jaboticabal, SP, Brasil, em condições de campo, utilizando-se delineamento de parcelas subdivididas com cinco repetições. Foram testadas quatro doses de biossólido: 0,0; 2,5; 5,0 e 10,0 t ha-1 (base seca) nos três primeiros anos. A partir do quarto ano a dose 2,5 foi substituída por 20,0 t ha-1. No quinto ano de experimentação amostras de solo foram obtidas nas profundidades 0-20 e 20-40 cm e analisadas para totais e extraíveis (Mehlich 1) de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn. O biossólido aumentou os teores de Ni e Zn no LVef e Ni, Pb, Zn e Cu no LVd, mas os valores não ultrapassaram os níveis críticos legais. Os elementos geralmente acumularam-se na profundidade 0-20 cm em ambos os solos. Os teores de Pb e Ni nos grãos ficaram abaixo do limite de detecção da metodologia empregada. As concentrações de metais pesados na planta geralmente não foram afetados pela adição de biossólido. O extrator Mehlich 1 não foi eficiente para avaliar a disponibilidade de Ni, Mn e Pb para planta de milho.
ABSTRACT
The application of water treatment sludge (WTS) to degraded soil is an alternative for both residue disposal and degraded soil reclaim. This study evaluated effects of the application of water treatment sludge to a Typic Hapludox soil degraded by tin mining in the National Forest of Jamari, State of Rondonia, Brazil, on the content of heavy metals. A completely randomized experimental design with five treatments was used: control (n = 4); chemical control, which received only liming (n = 4); and rates D100, D150 and D200, which corresponded to 100, 150 and 200 mg of N-sludge kg-1 soil (n = 20), respectively. Thirty days after liming, period in which soil moisture was kept at 70% of the retention capacity, soil samples were taken and analyzed for total and extractable Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Pb, Ni, and Cr. The application of WTS increased heavy-metal contents in the degraded soil. Although heavy metals were below their respective critical limits, sludge application onto degraded areas may cause hazardous environmental impact and thus must be monitored.
A aplicação do lodo de estação de tratamento de água (LETA) em solos degradados é uma alternativa tanto para disposição desse resíduo como para a recuperação do solo. Neste trabalho avaliaram-se os efeitos do LETA nos teores de metais pesados em um Latossolo degradado por mineração de cassiterita na Floresta Nacional do Jamari, RO, Brasil. Utilizou-se delineamento experimental inteiramente casualizado com cinco tratamentos: testemunha (n = 4); testemunha química, que recebeu apenas calagem (n = 4) e doses D100, D150 e D200 (respectivamente 100, 150 e 200 mg de N kg-1 solo na forma de LETA), aplicadas antes da calagem (n = 20). Após 30 dias da calagem, período em que o solo contido nos vasos foi mantido com teor de umidade próximo à capacidade de retenção, coletaram-se amostras de solo, que foram analisadas com relação aos teores totais e extraíveis de Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Pb, Ni e Cr. A aplicação de LETA aumentou os teores dos metais pesados do solo. A aplicação deste tipo de lodo em áreas degradadas pode causar impacto ambiental e, portanto, deve ser monitorada.
ABSTRACT
Mining is an activity that tends to degrade the environment. The restoration of mining areas, aims to accelerate and improve the succession process according to its future use. The objective of this work was to rehabilitate a soil degraded by tin mining activities in the Amazon Basin (Jamari National Forest, State of Rondônia) with the application of water treatment sludge (WTS), and verify the effect of sludge on values of pH (CaCl2 0.01 mol L-1), organic matter, P, Ca, Mg, K, H+Al, and soil micronutrient contents when cultivated with native plants, legumes, and grass species. A factorial (3 X 5) experimental design was used to optimize the rehabilitation of these areas including three N rates (100, 200, and 300 mg N kg-1 soil supplied by WTS), five plant species (grasses, legumes, and native plants), and two controls (degraded soil with no fertilizer and degraded soil fertilized with mineral fertilizers), with four replications. WTS increased pH values. The chemical products used to treat the water contributed, in greater extension, to increase soil Ca and Fe contents. The use of WTS as fertilizer proved viable, since it contains nutrients for plants; however, nitrogen should not be used as a criterion to define the rate of sludge application, because it is present at small amounts in the WTS.
A mineração é uma atividade que tende a degradar o ambiente. A recuperação destas áreas visa acelerar o processo de sucessão e, se possível, melhorá-las de acordo com o uso futuro. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA) em solo degradado pela mineração de cassiterita na Floresta Nacional do Jamari, RO, sobre atributos de fertilidade do solo e sobre o conteúdo em micronutrientes, quando cultivado com plantas pioneiras, leguminosas e gramíneas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 X 5 com 4 repetições. Os tratamentos incluíram três doses de nitrogênio (100, 200 e 300 mg de N kg-1 solo), fornecidas pelo lodo de ETA, cinco tipos de plantas (gramínea, leguminosa e pioneira) e duas testemunhas (solo degradado sem e com fertilização mineral). O lodo de ETA aumentou o pH do solo degradado. Os produtos utilizados no tratamento químico da água contribuíram para aumentar, em maior proporção, os teores de Ca e Fe no solo. O uso do lodo de ETA como fertilizante mostrou-se viável, porque contém nutrientes de plantas, no entanto o nitrogênio não deve ser utilizado como critério para definir as doses de aplicação, porque este se encontra em pequena quantidade no lodo de ETA.
ABSTRACT
The drug release system constituted by hydroxyapatite and cisplatin was tested in rats for local and systemic drug release. The side effects to treatment were: anorexia, diarrhea, epistaxe e cutaneous necrose in the implantation bed; 45% animals of test group died by treatment intoxication. Serum, renal, hepatic and muscular tissues samples were collected for cisplatin analysis of all animals that received implants, showing system's kinetics.
Um sistema de liberação constituído por hidroxiapatita e cisplatina foi testado em ratos para avaliação da liberação local e sistêmica do antineoplásico cisplatina. Os animais que receberam os implantes com a droga desenvolveram efeitos colaterais ao tratamento, sendo os mais comuns: anorexia, diarréia, epistaxe e necrose cutânea no sítio de implantação; cerca de 45% deste animais morreram, indicando intoxicação. Amostras de sangue e dos tecidos hepático, renal e muscular de todos os animais pertencentes ao experimento foram submetidas à detecção das concentrações de cisplatina, revelando a cinética de liberação da droga pelo sistema proposto.