RESUMO A contaminação do meio ambiente tem origem principalmente na exploração de recursos naturais e na produção industrial, que geram resíduos que normalmente acabam dispostos nos solos ou nas águas. Uma das soluções encontradas para a remediação de águas subterrâneas contaminadas é o isolamento da região (pluma) com barreiras reativas permeáveis. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a sorção de chumbo (Pb2+), cádmio (Cd2+), cromo (Cr3+) e arsênio (As5+) por dois solos, com doses de 1, 2 e 4% de cimento Portland. Ensaios de equilíbrio em lote foram realizados com soluções monoespécie de Pb2+, Cd2+, Cr3+ e As5+. Com os valores de concentração de equilíbrio do soluto na solução (Ce) e da massa de soluto sorvida por massa de solo (S), obtiveram-se isotermas de sorção, segundo os modelos de Langmuir e Freundlich. Os dados obtidos após ajuste dos modelos foram submetidos a análise de regressão para avaliar o efeito das doses de cimento. A elevação do pH provocada pela adição de cimento impossibilitou, para a maioria dos elementos em ambos os solos, ajustar os modelos teóricos de Freundlich ou Langmuir por conta da precipitação preponderante dos metais. O sorvente analisado que melhor satisfez às condições de sorção, tanto para o arsênio quanto para o chumbo, foi o solo arenoso com adição de 2% de cimento. Já para o cádmio, foi o solo argiloso com 1% de cimento. Para o cromo não foi possível estabelecer a melhor dose de cimento em razão da completa precipitação do metal em todas as doses avaliadas.

ABSTRACT Environment contamination originates mainly from the exploitation of natural resources and industrial production, with the generation of waste generally disposed on the soil or in the water. One of the solutions for the contaminated groundwater remediation is the isolation of the region (plume) with reactive permeable barriers. In this context, this work aimed to evaluate the sorption of lead (Pb2+), cadmium (Cd2+), chromium (Cr3+), and arsenic (As5+) by two soils with doses of 1, 2 and 4% of Portland cement. Batch equilibrium assays were performed with monospecific solutions of Pb2+, Cd2+, Cr3+, and As5+. Sorption isotherms were obtained from equilibrium concentration values of solute in solution (Ce) and mass of solute sorbed by soil mass (S), according to the Langmuir and Freundlich models. The data collected after models adjustment were submitted to regression analysis to evaluate the effect of the cement doses. The pH increase caused by the cement addition made it impossible for most elements in both soils to adjust the theoretical models of Freundlich or Langmuir due to the predominant precipitation of metals. The analyzed sorghum that best satisfied the sorption conditions, for both arsenic and lead, was sandy soil with 2% cement addition. As for cadmium, it was the clay soil with 1% cement. For chromium, it was not possible to establish the best cement dose due to the total metal precipitation at all doses evaluated.

This work describes the development of a peristaltic pump and a photometric detector, using “Arduino” and alternative and low-cost materials for flow analysis system. The analytical calibration curve of the acid-red-283 using the proposed system presents 0.9984 and 3.9% as the coefficients of determination and variation, and 1.1 and 3.8 mg L-1 as limits of detection and quantification, respectively. Three prepared samples of the acid-red-283 (25, 30 and 35 mg L-1) showed recovery between 99 to 104%. For construction of the peristaltic pump and the photometer using Light Emitting Diodes (LED), light-dependent resistor (LDR) were spent less than 10% of the cost was spent on a commercial system employing a peristaltic pump and a spectrophotometer. Furthermore, the peristaltic pump and the photometer developed in this work allow the implementation of practical disciplines, such as molecular absorption spectrophotometry and flow analysis system in undergraduate courses, making these instruments more accessible, especially for the chemistry students.

RESUMO Esta pesquisa buscou avaliar a capacidade de retenção de Pb2+, Cd2+, Cr3+ e As5+ por dois tipos de solo, um Latossolo argiloso e um arenoso, por resíduos da construção civil (RCC) e por misturas contendo 70% dos referidos solos e 30% de partículas finas de RCC. Para isso, foram realizados ensaios de equilíbrio em lote em amostras dos cinco sorventes (RCC, solo argiloso, solo arenoso, misturas solo argiloso-RCC e solo arenoso-RCC) às quais foram adicionadas soluções monoespécie de chumbo, cádmio e cromo na forma de nitrato, e arsênio na forma de arsenato de sódio, o que permitiu avaliar como cada elemento interagiu com cada amostra. Foram ensaiados 5 lotes de amostras, em triplicatas, com a mesma razão sorvente solução de 1:20, em que se variaram as concentrações das soluções. Curvas teóricas de sorção de Freundlich e de Langmuir foram utilizadas para ajustar os pares de pontos obtidos experimentalmente, concentração de equilíbrio do soluto na solução (Ce) versus massa de soluto sorvida por massa de solo (S). Os resultados obtidos permitem afirmar que os RCC apresentaram maior capacidade em sorver Pb2+, Cd2+ e Cr3+, enquanto o As5+ é mais fortemente sorvido pelo solo argiloso e pela mistura solo argiloso-RCC; os processos sortivos do Pb2+, Cd2+ e Cr3+ diferem daquele do As5+, uma vez que os primeiros comportam-se como cátions no solo e o último comporta-se como oxiânion. O solo argiloso, por possuir maior teor de matéria orgânica, exibe maior sorção dos metais estudados do que o solo arenoso.

ABSTRACT This study evaluated the retention capacity of Pb2+, Cd2+, Cr3+ and As5+ per two types of soil, a clayey Latosoil and a sandy soil, by construction waste and mixtures containing 70% of soil and 30% of construction waste’s particles. For this, batch equilibrium tests were performed with samples of the five sorbents (construction waste, clayey soil, sandy soil, mixtures of clayey soil-construction waste and sandy soil-construction waste) added to monospecie solutions of lead, cadmium and chromium in the form of nitrate; and arsenic in the form of sodium arsenate, allowing the evaluation of how each element interacted with each sample. Five batches of samples were tested, in triplicate, with the same sorbent solution ratio, 1:20, and the concentrations of the solutions varied. Freundlich and Langmuir’s theoretical sorption curves were used to adjust the pairs of data points, the equilibrium concentration of solute in the solution (Ce) versus the solute mass sorbed per soil mass (S). The results allow concluding that the construction waste had greater ability to absorb Pb2+, Cd2+ and Cr3+. As5+, however, is more strongly sorbed by the clayey soil and by the mixture clayey soil-construction waste. The sorptive processes of Pb2+, Cd2+, and Cr3+ differ from the sorptive processes of As5+, because the first ones behave as cations in the soil, while the latter behaves as oxyanion. Finally, the clayey soil showed greater sorption capacity than the sandy soil for all the metals studied, as clayey soil has a higher organic material content.

O processo de curtimento do couro gera resíduos com potencial de uso como corretivo e fertilizante, no entanto alguns de seus constituintes são tóxicos quando presentes em elevado teor no solo, o que limita sua utilização nos sistemas de produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nos atributos químicos de um Cambissolo Húmico e o crescimento e teor de Cr em clones de Eucalyptus urophylla após a adição de doses de lodo de curtume (LCT). O experimento foi realizado em casa de vegetação, no período de março a julho de 2009. Os tratamentos consistiram da adição de doses de lodo de curtume (0; 1,5; 3,0; 4,5; e 6,0 g dm-3) ao solo, que recebeu, de forma complementar, calcário e adubação NPK em dose única. O pH, a condutividade elétrica, a relação de adsorção de sódio e a porcentagem de sódio trocável, relacionadas com a salinidade do solo, aumentaram com o incremento das doses do lodo de curtume, porém os valores observados ficaram abaixo dos níveis salinos. O teor de Cr solúvel no solo, extraído pela água, decresceu linearmente com o aumento das doses de LCT, correlacionando-se negativamente com o pH do solo. O aumento da dose do LCT proporcionou incremento na altura dos clones de Eucalyptus urophylla em até 11,5% em relação à testemunha. A produção de massa das raízes secas decresceu, em média, 28,3%, em relação à testemunha, com a maior dose (6 g dm-3). As plantas de eucalipto, em todos os tratamentos, continham o Cr somente no sistema radicular, e, quanto maior a dose de LCT, maior o teor desse metal nas raízes.

The leather tanning process produces residues potentially useful as lime and fertilizer, however, some of its components are toxic to soil when in high concentration, which limits its use in production systems. The aim of this study was to evaluate the changes in the chemical properties of a Humic Cambisol and the growth and content of Chromium in Eucalyptus urophylla clones after the addition of tannery sludge (TS) doses. The experiment was conducted inside a greenhouse from March to July, in the year of 2009. The treatments consisted in the addition of tannery sludge doses (0, 1.5, 3.0, 4.5 and 6.0 g dm-3) to the soil and also, as a complement, lime and NPK fertilization in a single dose. The pH, electrical conductivity, sodium adsorption ratio and exchangeable sodium percentage, which are aspects related to soil salinity, increased when higher doses of tannery sludge were used. However, the values found were below the salinity levels. The soluble Cr content in the soil, which was extracted by water, linearly decreased when higher doses of TS were used and it was negatively correlated to soil pH. Increasing doses of TS provided an increment in Eucalyptus urophylla clones height by 11.5% when compared to the control. The dry mass production of the roots decreased, on average, 28.3% when compared to the control, with the highest dose (6 g dm-3). The Eucalyptus plants, in all treatments, had Chromium only in the roots system, and the highest the TS dose, the highest the levels of this metal in the roots.

No processo de produção do etanol a vinhaça é um subproduto gerado em grande escala, em média, na razão de aproximadamente 13 L de vinhaça por litro de álcool destilado. Este volume produzido representa um problema no acondicionamento e nos processos de tratamento deste efluente que, na maioria das vezes, é lançado no solo por fertirrigação. Tendo em vista os altos teores de nutrientes, com destaque para o potássio e o alto teor de matéria orgânica, a disposição da vinhaça no solo necessita de estudos, uma vez que pode ocorrer lixiviação de vários desses elementos às águas subsuperficiais. Foram realizados ensaios de batelada, o que permitiu a avaliação do efeito de diferentes fatores, como a variação da razão solo: solução e do tempo de contato na sorção do potássio em três amostras de solo distintas, submetidas à aplicação de vinhaça. Nos ensaios com razão solo:solução 1:50; em todas as amostras, houve maior sorção que na razão 1:4. O tempo de contato ideal para estabelecimento das condições de equilíbrio foi 24 h. Dentre as amostras estudadas a maior sorção foi constatada para a amostra com maior percentual de argila em sua composição e maior capacidade de troca catiônica.

In the process of producing ethanol, vinasse is a by-product generated in large scale, on average, at a rate around 13 L of vinasse per liter of distilled alcohol. This volume represents a problem in conditioning and treatment processes of this wastewater, which most of time is incorporated into the soil by fertigation. Considering the high levels of nutrients, especially potassium and the high content of organic matter, the disposal of vinasse into the soil needs further studies, because there may be leaching of several elements to groundwater. Batch tests were performed, which allowed assessment of the effect of different factors such as variation of the soil to solution ratio and the variation of contact time between soil and solution to evaluate the mobility of potassium in three different soil samples. The results showed that in the tests with the soil:solution ratio of 1:50, in all samples, the sorption was greater than with the ratio 1:4. The ideal contact time for establishment of equilibrium conditions was 24 h. The sample with higher percentage of clay and higher cation exchange capacity demonstrated the highest sorption of potassium.

O mercúrio, elemento químico considerado não essencial a qualquer processo metabólico, é facilmente acumulado na maioria dos organismos. Ocorre naturalmente em formas orgânicas e inorgânicas, nos estados sólido, dissolvido e gasoso. Seu ciclo biogeoquímico envolve processos que ocorrem no solo, na água e na atmosfera. Em 2002, descobriu-se mercúrio elementar na zona rural do município de Descoberto, Minas Gerais, onde moram cerca de 70 famílias, e sua origem parece estar associada à exploração de ouro, que existiu na região no século 19. Neste trabalho, foram escolhidas três áreas para identificar possível contaminação da água, solo, sedimento e peixes por mercúrio, bem como para estabelecer valores de referência local e contraprova de resultados obtidos anteriormente. Verificaram-se elevadas concentrações no solo (0,26 a 0,55 mg.kg-1), sedimentos (0,13 a 0,61 mg.kg-1) e água (< 0,2 a 2,10 µg.L-1).

Mercury is a chemical element considered unessential to any metabolic process; however, it is easily accumulated in most organisms. It is naturally found in both organic and inorganic forms in solid, liquid and vapor states. Its biogeochemical cycle involves processes occurring in the soil, water and the atmosphere. In 2002, elementary mercury was found in the city of Descoberto, Minas Gerais, Brazil, where 70 families live, and its origin may be related to gold exploration that happened in this region in the 19th century. In this work, three areas were chosen to identify a possible mercury contamination of water, soil, sediment and fish samples and to establish local reference values and counter-evidence of the data previously obtained. Based on the results, high mercury concentrations in soil (0.26 to 0.55 mg.kg-1), sediments (0.13 to 0.61 mg.kg-1) and water (< 0.2 to 2,10 µg.L-1) were verified.