ABSTRACT Biochar derived from coffee waste has been reported as a promising material for heavy metal sorption. However, if the intended use is environmental remediation, knowing the extent to which desorption may occur is critical. Thus, the objective of this work was to evaluate the efficiency of spent coffee ground (SCG) and coffee parchment (CP) biochars pyrolyzed at 700 °C under laboratory conditions, in the sorption of Cd and Pb from aqueous solutions, in a pH range from 2 to 10, and their retention after an induced desorption process with a 2.9 pH acetic acid solution. Both biochars were alkaline, and the initial pH of the solution had a large effect on the sorption capacity of SCG but a small effect on the sorption capacity of CP. The Pb sorption capacity was higher for CP (18.6 mg·g–1) than for SCG (11.4 mg·g–1), while both biochars had low Cd retention capacities (1.18 mg·g–1). Coffee parchment also showed the highest Pb retention (30% to 87%), while for Cd there was no difference between CP and SCG biochars. Our results showed that metal precipitation was the main mechanism for metal immobilization and CP biochar proved to be more reliable than SCG, mainly for Pb, due to its higher sorption capacity and lower metal release by desorption than SCG. These characteristics are particularly important for the use of biochar in environmental remediation. Besides that, the biochar production represents an eco-friendly destination for these feedstocks, contributing to the circular economy.

ABSTRACT The agricultural use of biochar has been the focus of much research in the last decade due to the improvement of soil chemical, physical, and biological attributes. Nonetheless, Brazil still has no specific legislation for biochar, limiting its agricultural use. The objective of the present work is to evaluate the use of biochar produced from spent coffee grounds (SCG) and coffee parchment (CP) by slow pyrolysis at 700 °C according to the existing framework of the Brazilian Ministry of Agriculture, Livestock, and Food Supply (MAPA) legislation for organic fertilizer, soil conditioner or plant substrate. Biochar was characterized according to normative instructions No. 17, 31, 61, 7, 5 and 35. Although not required by the addressed legislation, the semitotal content of macro- and micronutrients was also determined. While CP biochar could be used as an organic fertilizer or plant substrate, SCG biochar, due to its higher Ni content and lower than required cation exchange capacity (CEC), did not meet MAPA legislation criteria to allow for its agricultural use. Future regulations can be based on the current standards, and structural attributes, such as total C content, particle size distribution, and complete macro- and micronutrient determination should be included. Further research may also indicate the viability of biochar use as a soil conditioner based on a more representative set of biomasses with a higher CEC. These considerations will help to take advantage of the benefits of biochar to soil, contributing to a circular economy, which is still at a difficult stage in Brazil.

ABSTRACT Most Brazilian soils have restrictions on agricultural use related to acidity and nutrient availability. This study aims to evaluate a zinc (Zn) and lead (Pb) mining by-product (Zincal™), regarding its capacity to correct soil acidity, and to serve as a source of Zn. For evaluation of its efficacy, a comparison with dolomite + Zn sulfate was conducted. The experiment was set up in two soils, a Quartzarenic Neosol and a Red Latosol, and conducted under controlled conditions in the laboratory. Treatments consisted in the application of two doses, aiming at 75 and 95% base saturation of both liming materials, as well as in a control treatment without acidity correction. The effect of said treatments on pH, base saturation, Al3+, H+Al, Ca2+, Mg2+, Zn, Mn and Pb contents were evaluated over 120 days. Similar responses were obtained from both liming materials, regarding their capacity to increase the pH of the soil, reduce Al3+ and potential acidity (H+Al), and increase base saturation. Differences observed in these attributes were dose-related. In regard to Ca and Mg, the content released in soil correlates with the content present in the liming materials. Zincal™ released more Mg and less Ca than dolomite, hence proving to be efficient in releasing Zinc.

ABSTRACT Lithological and geomorphological variations determine formation of soils with different mineralogical constitutions and can influence the distribution of potentially toxic elements (PTE). The aim of this study was to determine the contents of PTE and mineralogical assemblages along soil profiles of different classes and parent materials and to investigate the association among these factors in the São Francisco sedimentary basin in the northern part of the state of Minas Gerais (Brazil). Eight soil pedons of different classes that developed from different parent materials (limestone, siltstone, phyllite, alluvial-colluvial sediments, detrital cover, and rhythmite) were studied in two lithotoposequences. Soil morphological, particle-size, and chemical analyses were carried out for soil characterization and classification. A mineralogical investigation was carried out by X-ray diffraction on soil sand, silt, and clay fractions. Potentially toxic elements were extracted by microwave-assisted acid digestion (EPA 3015A method) and determined in an ICP-OES. Soil mineralogy showed relevant interactions between pedogenesis and morphogenesis. Quartz is the main mineral in the sand and silt fractions, with varying amounts of weatherable primary minerals, whereas kaolinite is the main mineral in the clay fraction, followed by 2:1 clay minerals and oxides. The main soil properties associated with PTE variability were pH, redox environment, mineral and organic reactive surfaces, and clay content. The unique patterns of PTE distribution per pedon and differences in PTE contents in soils from the same parent material, but with different pedogenic evolution, showed that pedogenic processes influence PTE distribution. Mainly Mn, Ni, Pb, and Ba were influenced by parent material, especially limestone, siltstone, and detrital cover, but Cd, As, and Cu were also influenced. To a lesser extent, Mo was influenced by phyllite and Cr by detrital cover and phyllite. Rhodic Ferralsol (Latossolo Vermelho Distrófico típico) was the only taxonomic class to show class association with PTE. The association of Ferralsols (Latossolos) with Cd, Mn, Ni, Pb, Ba, As, and Cu and the low contents of these elements in soils of this class suggest that pedogenic processes common to Ferralsol (Latossolo) evolution are responsible for decreasing levels of these PTE.

Fontes alternativas de cobre (Cu) podem ser opção na produção de fertilizantes, porém a fitodisponibilidade do cobre nesses materiais é desconhecida. O objetivo deste trabalho foi avaliar os extratores citrato neutro de amônio (CNA), ácido cítrico 2 %, ácido acético 1 %, HCl 10 %, H2SO4 10 %, solução tampão pH 6,0, DTPA, EDTA, água e água quente na quantificação do teor de Cu disponível em diversas fontes, confrontando com índices de eficiência agronômica (IEA) para o trigo cultivado em Latossolo Vermelho eutrófico de textura argilosa e em Neossolo Quartzarênico. A dose de Cu aplicada foi 1,5 mg kg-1 como escória de sucata, escória de latão, minério de Cu, cobre granulado e sulfato de cobre. Os extratores HCl 10 %, H2SO4 10 % e CNA extraíram os maiores teores de Cu. A escória de latão e o minério de Cu apresentaram valores de IEA semelhantes ou superiores ao sulfato e cobre granulado. A solubilidade no extrator CNA, exigida oficialmente para fertilizantes minerais contendo Cu, foi inferior a 60 % para as fontes escória de sucata, minério de Cu e Cu granulado. Esse fato indica que a adoção do extrator CNA pode não ser eficiente para materiais secundários, porém nenhum dos extratores evidenciou melhor desempenho na previsão da disponibilidade do Cu para o trigo adubado com as fontes de Cu avaliadas.

Alternative copper (Cu) sources could be used in fertilizer production, although the bioavailability of copper in these materials is unknown. The objective of this study was to evaluate the extractants neutral ammonium citrate (NAC), 2 % citric acid, 1 % acetic acid, 10 % HCl, 10 % H2SO4, buffer solution pH 6.0, DTPA, EDTA, water, and hot water in the quantification of available Cu content in several sources, relating them to the relative agronomic efficiency (RAE) of wheat grown in a clayey Latossolo Vermelho eutrófico (Oxisol) and Neossolo Quartzarênico (Typic Quartzipsamment). Copper was applied at the rate of 1.5 mg kg-1 as scrap slag, brass slag, Cu ore, granulated copper, and copper sulfate. The extractants 10 % HCl, 10 % H2SO4, and NAC extracted higher Cu concentrations. The RAE values of brass slag and Cu ore were similar to or higher than those of Cu sulfate and granulated Cu. Solubility in the 2nd NAC extractant, officially required for mineral fertilizers with Cu, was lower than 60 % for the scrap slag, Cu ore, and granulated copper sources. This fact indicates that adoption of the NAC extractant may be ineffective for industrial by-products, although no extractant was more efficient in predicting Cu availability for wheat fertilized with the Cu sources tested.

A utilização de métodos analíticos eficientes na quantificação do Zn fitodisponível contido em fertilizantes minerais e materiais secundários é fundamental no controle e na comercialização desses insumos. Nesse sentido, há dúvidas no setor científico e no de produção de fertilizantes se o extrator exigido na Instrução Normativa nº 28, ácido cítrico 2 % (AC 2 %) (Brasil, 2007b), chamado de 2º extrator, é eficiente na predição da fitodisponibilidade de Zn em fertilizantes minerais e qual o significado agronômico da solubilidade mínima exigida de 60 %, em relação ao teor total (HCl) (Brasil, 2007a). O objetivo deste estudo foi avaliar os extratores alternativos DTPA, EDTA, CNA, solução-tampão pH 6,0, HCl 10 %, ácido sulfúrico 10 %, ácido acético 1 %, água e água quente na quantificação do teor disponível de Zn ao milho, confrontando com índices de eficiência agronômica de fertilizantes minerais e materiais secundários em Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa e em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico álico textura média. A dose de Zn aplicada aos solos foi de 5 mg kg-1 e utilizaram-se as fontes sulfato de Zn, Zn granulado comercial, cinza e lama de galvanização e cinza e duas escórias de latão. A maior extração de Zn das fontes ocorreu por meio do uso dos extratores DTPA, HCl 10 %, CNA, ácido acético 1 % e ácido sulfúrico 10 %. Houve baixa recuperação nos extratores AC 2 %, EDTA, água e água quente. Elevados índices de eficiência agronômica foram encontrados com o uso da lama de galvanização (238 %) e do Zn granulado comercial (142 %) e os menores, com o uso das escórias de latão I e II, com 67 e 27 %, respectivamente. As fontes cinza d.e galvanização e cinza de latão apresentaram solubilidade menor que 60 % no AC 2 %; no entanto, com índices de eficiência agronômica de 78 e 125 %, respectivamente. A baixa eficiência agronômica de materiais secundários como escória de latão I e cinza de galvanização pode ser compensada pelo aumento da dose, desde que não haja restrição, assim como para todas as demais fontes, quanto aos teores dos contaminantes arsênio, cádmio, cromo, chumbo e mercúrio, conforme exigido na legislação brasileira (Instrução Normativa nº 27/2006). O extrator DTPA 50 mmol L-1, sob agitação, foi o que melhor representou a disponibilidade de Zn no milho em ambos os solos. A implementação do 2º extractor AC 2 % e a exigência da solubilidade mínima para materiais secundários poderia restringir o uso de fontes alternativas e com potencial para fornecimento de Zn às plantas.

Efficient analytical methods for the quantification of plant-available Zn contained in mineral fertilizers and industrial by-products are fundamental for the control and marketing of these inputs. In this sense, there are some doubts on the part of the scientific community as well as of the fertilizer production sector, whether the extractor requested by the government (Normative Instruction No. 28, called 2nd extractor), which is citric acid 2 % (2 % CA) (Brasil, 2007b), is effective in predicting the plant availability of Zn via mineral fertilizers and about the agronomic significance of the required minimal solubility of 60 % compared to the total content (HCl) (Brasil, 2007a). The purpose of this study was to evaluate the alternative extractors DTPA, EDTA, neutral ammonium citrate (NAC), buffer solution pH 6.0, 10 % HCl, 10 % sulfuric acid, 1 % acetic acid, water, and hot water to quantify the contents of Zn available for maize and compare them with indices of agronomic efficiency of fertilizers and industrial by-products when applied to dystrophic Clayey Red Latosol and Dystrophic Alic Red Yellow Latosol with medium texture. The rate of Zn applied to the soil was 5 mg kg-1, using the sources zinc sulfate, commercial granular zinc, ash and galvanic sludge, ash and two brass slags. Most Zn was extracted from the sources by DTPA, 10 % HCl, NAC, 1% acetic acid, and 10 % sulfuric acid. Recovery by the extractors 2 % CA, EDTA, water, and hot water was low. The agronomic efficiency index was found to be high when using galvanic sludge (238 %) and commercial granular zinc (142 %) and lower with brass slag I and II (67 and 27 %, respectively). The sources galvanizing ash and brass ash showed solubility lower than 60 % in 2 % CA, despite agronomic efficiency indices of 78 and 125 %, respectively. The low agronomic efficiency index of industrial by-products such as brass slag I and galvanizing ash can be compensated by higher doses, provided there is no restriction, as well as for all other sources, in terms of contaminant levels of arsenic, cadmium, chromium, lead, and mercury as required by law (Normative Instruction No 27/2006). The implementation of 2nd extractor 2 % CA and the requirement of minimum solubility for industrial by-products could restrict the use of alternative sources as potential Zn sources for plants.

No Brasil, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento é o responsável pela legislação que regulamenta as especificações, garantias, tolerâncias, registro, embalagem e rotulagem de substratos para as plantas. Na Instrução Normativa n.º 14 e nas IN nº 17 e 31 estão as exigências quanto aos valores e aos métodos de pH, condutividade elétrica (CE), densidade seca, capacidade de retenção de água (CRA10) e umidade. Os desvios aceitáveis são de ±0,5 para o pH, ±0,3 dS m-1 para a CE, ±15% para densidade seca, até -10% (m/m) para a CRA10 e até +10% para umidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar as medidas de pH, CE, densidade seca, CRA10 e umidade de diversos substratos para as plantas, durante o período de seis meses de armazenamento, fornecendo subsídios técnicos para a legislação brasileira. Utilizaram-se nove amostras de substratos comerciais, orgânicas e inorgânicas. Alguns desvios em relação à faixa tolerada pela normativa brasileira foram observados para o pH, CE, CRA10 e umidade em 5,4,6 e 2 amostras respectivamente. Os resultados de densidade seca estavam dentro da faixa permitida pela legislação brasileira. A CRA10 foi a de maior restrição quanto à legislação brasileira, seguida dos valores de pH. Sugere-se o aumento da tolerância para CRA de -15% (m/m) e para o valor de pH±1,0. Além disso, recomenda-se uma reavaliação por parte dos produtores de substratos em relação às matérias-primas constituintes de alguns substratos ou do tempo de armazenamento.

In Brazil, the Ministry of Agriculture, Livestock and Provision is responsible for regulating specifications, warranties, tolerance thresholds, registration, packing and labeling of substrates for plants. In the INs (Normative Instruction) n.º 14, 17 and 31 are included the requirements for pH, electrical conductivity (EC), density, water holding capacity (WHC10) and humidity. The acceptable deviations are ±0.5 for pH, ±0.3 dS m-1 for EC, ±15% for density, up to -10% w/w for WHC and up to +10% for humidity. The aim of this study was to evaluate the pH, EC, density, humidity and WHC10, of several substrates for plants, during a six months period of storage, thus, providing technical assistance to Brazilian regulations. Nine commercial substrates were used, both organic and inorganic. Some deviations from the maximum thresholds required by Brazilian regulation were observed for pH, EC, WHC10 and humidity in 5, 4, 6 and 2 samples, respectively. Density showed values within the range permitted by Brazilian regulations. WHC10 was the variable showing the greatest restriction regarding the Brazilian regulation, followed by pH. It is suggested that tolerance should be increased to -15% for WHC10 (w/w) and pH value to ±1.0. In addition, producers should reassess the raw materials constituting the substrates or of the storage time.

Este trabalho objetivou avaliar a degradabilidade dos quelantes EDTA e EDDS por meio do monitoramento da respiração do solo. Os quelantes foram aplicados em dois solos, um Cambissolo Háplico contaminado por metais pesados e um Latossolo Vermelho-Amarelo não contaminado. Três doses de cada quelante (250, 500 e 750 mg kg-1) e uma dose de glicose foram aplicadas em ambos os solos testados, com três repetições cada uma. A degradação dos quelantes foi determinada por meio da quantificação do CO2 emanado do início até o término do ensaio. As equações de cinética química não se ajustaram satisfatoriamente para ambos os quelantes no Latossolo, enquanto para o Cambissolo Háplico resultaram em valores de meia-vida entre 12-16 dias para o EDDS e de 6 dias para o EDTA. Nesse período, a quantidade degradada de EDTA foi de 15% somente. Para o Latossolo o EDTA foi responsável pela menor taxa de degradação, próxima de zero, ocorrida na menor dose, e o EDDS pela maior taxa (135%), ocorrida na maior dose. Para o Cambissolo Háplico, a menor taxa de degradação (19,2%) coube ao EDTA na maior dose e a maior taxa (211,4%), ao EDDS na menor dose. Ambos os quelantes tiveram redução da taxa de degradação com o aumento de suas respectivas doses, exceto com a aplicação da menor dose do EDDS (250 mg kg-1). Contudo, a degradabilidade do EDDS continuou maior que a verificada com a aplicação do EDTA.

This work aimed to evaluate the biodegradation of the chelant agents EDDS and EDTA through soil respiration. The chelant agents were applied in two soils, one was an Inceptisol contaminated with heavy metals and the other was a no contaminate Oxisol. Three doses of each chelant (250, 500 and 750 mg kg-1) and one dose of glucose were applied in both the soils tested, with three replicates. The chelant biodegradation was determined by quantifying the CO2 emitted during the experiment. The chemical kinetics equations used did not fit the data satisfactory for both chelants on the Oxisol, while a half-life of 12-16 days for EDDS and of 6 days for EDTA was obtained for the Inceptisol. During the half-life period, a chelant degradation of only 15% was observed. For the Oxisol, EDTA was responsible for the lowest biodegradation rate, next to zero, which occurred at lowest dose added. EDDS caused the highest biodegradation (135%) at the highest dose added to the soil. For the Inceptisol, the lowest biodegradation rate (19.2%) was observed with the highest dose of EDTA and the largest degradation rate (211.4%) with the EDDS at the lowest dose. Both the chelants degraded less with the increase of their respective doses, except with the application of the lowest dose of the EDDS (250 mg kg-1). However, the biodegradation of the EDDS continued greater than that verified with the EDTA application.

Dentre as tecnologias para remediação de solos contaminados, destaca-se a fitoextração. Uma etapa importante nesta estratégia é a seleção de plantas adequadas para áreas que necessitam de recuperação. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial fitoextrator de cobre (Cu) por plantas de sorgo (Sorghum bicolor), milheto (Pennisetum glaucum), crotalária (Crotalaria juncea) e feijão-de-porco (Canavalia ensiformis). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso e os tratamentos foram constituídos de quatro concentrações de Cu (0,8; 3,9; 19,7 e 98,4 µmol L-1) na solução nutritiva. Após 30 dias do início dos tratamentos, foram realizadas medidas de trocas gasosas em folhas completamente expandidas. Em seguida, as plantas foram coletadas, separadas em parte aérea e sistema radicular para avaliação de crescimento e acúmulo de Cu. O tratamento com 98,4 µmol L-1 de Cu na solução nutritiva inibiu marcadamente o acúmulo de massa seca da parte aérea das raízes das plantas. A condutância estomática, transpiração e assimilação de CO2 não foram alteradas até o tratamento com 19,7 µmol L-1 de Cu. O teor e acúmulo de Cu nas plantas foram proporcionais à adição do metal na solução nutritiva, porém, foram muito mais elevados no sistema radicular do que na parte aérea. O acúmulo preferencial de Cu nas raízes, embora diminua o transporte para a parte aérea e contribua para a tolerância das plantas ao metal, é limitante para o emprego da fitoextração. O feijão-de-porco teve maior concentração, acúmulo e transporte de Cu para a parte aérea, sendo uma espécie com potencial para ser utilizada em programas de fitorremediação de Cu.

Among the technologies for remediation of contaminated soils, the phytoremediation is a feasible approach. The first step towards to the implementation of this strategy is the selection of plants with potential to be used in areas that need remediation. The aim of this study was to evaluate the potential for phytoextraction of copper (Cu) by sorghum (Sorghum bicolor), pearl millet (Pennisetum glaucum), crotalaria (Crotalaria juncea) and jack beans (Canavalia ensiformis). The experimental design was in randomized blocks, and treatments consisted of 0.8, 3.9, 19.7 and 98.4 µmol L-1 of Cu in the nutrient solution. Thirty days after the beginning of the treatments, the leaf gas exchange was measured in mature leaves. Then, the plants were harvested, separated into shoot and root system for determining dry matter and Cu accumulation. The treatment with 98.4 µmol L-1 of Cu markedly impaired shoot and root growth. Stomatal conductance, leaf transpiration rate and net CO2 assimilation were not affected until the treatment with 19.7 µmol L-1 of Cu in the nutrient solution. Cu content and accumulation in plant tissues were well related to the metal concentration in the nutrient solution, with higher values in the roots than shoots. Although the preferential accumulation of Cu in the roots and reduced transport to the shoot contribute to enhance plant tolerance to this metal, it limits the use for Cu phytoextraction. Jack bean had the greatest Cu concentration, accumulation and transport of Cu to the shoot. Thus, this plant species has potential to be employed in programs of Cu phytoremediation.

A fitorremediação é uma opção atraente na remoção de solos contaminados com metais por ser uma técnica simples, de baixo custo e ambientalmente aceitável. O potencial de fitorremediação da kenaf (Hybiscus canabinnus), mostarda (Brassica juncea), rabanete (Raphunus sativus) and amaranto (Amaranthus crentus) foram examinadas num experimento usando solo contaminado por Zn, Cu, Mn, Pb e B. O experimento foi conduzido em vasos, cultivando as quatro espécies até o florescimento. Os índices de translocação, bioconcentração e remoção, o fator de transferência e o tempo necessário para atingir a remoção de 50% do elemento do solo, entre outros indicadores, foram empregados na tentativa de identificar uma espécie hiperacumuladora. A kenaf foi a espécie mais tolerante nas condições empregadas, com a maior produção de matéria seca e ausência de sintomas visuais de toxidez. O amaranto foi a espécie mais indicada na remediação do solo testado em condições de campo por apresentar os melhores índices de descontaminação para Zn e Mn entre as espécies testadas, além de também apresentar valores satisfatórios para remoção do B. Todas as espécies testadas foram capazes de remover B do solo. Apesar destes resultados, não foi possível identificar uma espécie hiperacumuladora.

Phytoremediation is an attractive option to remove metal from contaminated soil since it is a simple, low-cost, and environmentally friendly procedure. To better examine the phytoremediation potential of kenaf (Hybiscus canabinnus), mustard (Brassica juncea), turnip (Raphunus sativus) and amaranth (Amaranthus crentus) plants, a greenhouse experiment was performed in which these species were grown on a soil contaminated with Zn, Cu, Mn, Pb and B. The translocation, the bioconcentration and the removal index, the transference factor and the time to reach 50% of element removal from soil, among other indicators, were used in order to identify a hyperaccumulator. Kenaf plants were more tolerant to the conditions tested, with the highest dry matter production and no visual toxicity symptoms. Amaranth would be the species chosen to remediate the soil under field conditions as it presented the higher indexes for decontamination of Zn and Mn and was also able to remove B. Turnip showed the best results for Pb removal. All species tested were able to remove B from soil. In spite, none of the plant species tested could be characterized as a hyperaccumulator.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a torta de filtro e a turfa como fontes de matéria orgânica para mitigar solo contaminado com boro, sob o cultivo do nabo forrageiro (Raphanus sativus). O solo da área estudada foi contaminado pelo descarte de resíduo metálico rico em B, com teor total de 62,1 mg kg-1 e disponível (água quente) de 8,0 mg dm-3. O solo recebeu aplicação de 10 t ha-1 de calcário por recomendação do órgão ambiental do Estado de São Paulo, tendo o valor de pH elevado a 7,5. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 x 4, com três repetições. As doses de cada material orgânico adicionado fundamentaram-se nos teores de C, sendo equivalentes a 0, 20, 40 e 80 t ha-1. Em cada parcela experimental foram utilizados vasos contendo 5,0 kg de solo contaminado, cultivado com dez plantas de nabo forrageiro. Não se constataram nas plantas sintomas de toxicidade, embora teores elevados tenham sido observados no caule + folhas (367 a 646 mg kg-1) e na vagem (119 a 180 mg kg-1). De acordo com o fator de transferência, índice de translocação e do tempo de remoção, seriam necessários, para remover 50% do teor de B total do solo, 10,6 anos sem uso de MO; 15,4 anos com uso da turfa; 9,3 anos com uso da torta de filtro. Concluiu-se que a torta de filtro foi considerada mitigadora para o solo contaminado e que o nabo forrageiro tem potencial para ser cultivado na área contaminada.

The objective of this study was to evaluate the filter cake and peat as sources of organic matter in order to mitigate contaminated soil with boron, under the cultivation of turnip (Raphanus sativus). The studied soil was contaminated by the disposal of metallic waste rich in B which increased the total content of B (62.1 mg kg-1), and its availability (8.0 mg dm-3). The soil received application of 10 t ha-1 of limestone as recommendation of the environmental agency of the State of São Paulo, and the pH value increased to 7.5. The experimental design was completely randomized in a factorial scheme 2 x 4, with three replicates. The doses of each organic material added were based on the content of C, being equivalent to 0, 20, 40 and 80 t ha-1. In each experimental plot, pots containing 5.0 kg of contaminated soil was cultivated with ten plants each of turnip. The plants showed no symptoms of toxicity, although high levels have been observed in the leaf + stem (367 to 646 mg kg-1), and pod (119 to 180 mg kg-1). The indices F, IT, and the removal indicated the feasibility of phytoextraction of B by turnip. According to these indices, to remove 50% of the total B content of soil, it would be necessary 10.6 years without using OM, 15.4 years using peat, and 9.3 years using filter cake. It was concluded that the filter cake was considered amendment to the contaminated soil, and that the turnip has the potential to be grown in the contaminated area.

Este estudo teve como objetivo avaliar, em condições de casa de vegetação, os efeitos do ácido etilenodiamino tetraacético (EDTA) no potencial fitoextrator do feijão-de-porco (Canavalia ensiformis L.). Amostras de um Latossolo Vermelho distrófico foram tratadas com seis doses de Pb (0, 100, 200, 350, 1.200 e 2.400 mg kg-1 de solo) aplicadas como Pb(NO3)2 com e sem a aplicação de EDTA (0 e 0,5 g kg-1, respectivamente) e colocadas em vasos. A concentração de Pb2+, Cl-, NO3-, NH4+, SO4(2-), H2PO4-, Zn2+, Cu2+, Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+ e COD (carbono orgânico dissolvido) foram determinadas no extrato de saturação (razão solo:água de 1:0,3) e utilizadas para especiação iônica através do software Visual-Minteq 2.30. A disponibilidade de Pb foi avaliada com solução extratora de ácido dietilenotriamino pentacético (DTPA). O solo tratado com EDTA apresentou maior concentração de Pb (como PbEDTA2-) e Fe (como FeEDTA-) na solução do solo levando a maior absorção destes elementos pelo feijão de porco. Por outro lado reduziu a concentração das espécies Pb-COD e Fe-COD. O EDTA também contribuiu com melhor nutrição da planta devido ao aumento da concentração de outros nutrientes (Ca, K, Mg, Zn, Cu, Fe e Mn) na parte aérea. A produção de matéria seca foi constante mesmo para as doses mais altas de Pb no solo. O feijão-de-porco possui potencial fitorremediador. O extrator DTPA foi efetivo em avaliar a disponibilidade de Pb para as plantas para todas as doses de Pb aplicadas.

A greenhouse study was conducted to evaluate the effects of ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) addition to soils on the lead (Pb) phytoextraction potential of jack beans (Canavalia ensiformis L.). In a pot experimentSoil samples (dystrophic Rhodic Hapludox) were treated with six Pb rates (0, 100, 200, 350, 1,200, and 2,400 mg kg-1 soil) applied as Pb(NO3)2 without and with EDTA application (0 and 0.5 g kg-1, respectively). Lead, Cl-, NO3-, NH4+, SO4(2-), H2PO4-, Zn2+, Cu2+, Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, K+ and DOC (dissolved organic carbon) concentrations obtained in a saturation soil extract (soil:water ratio of 1:0.3) were used for Pb speciation by means of the software Visual-Minteq 2.30. Soil Pb-availability was assessed with Diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) extraction. EDTA treated soils showed higher Pb (as PbEDTA2-), and Fe (as FeEDTA-) concentrations in soil solution leading to higher uptake of these elements by the jack bean. On the other hand, it decreased the concentration of stable complexes as Pb-DOC and Fe-DOC. EDTA also induced better nutrition to plants building up the concentration of non target metals (Ca, K, Mg, Zn, Cu, Fe and Mn) in shoots. Shoot dry matter yield remained constant even at the highest Pb rates after EDTA treatment. Jack bean can be considered as a potential Pb-phytoextractor. In addition, the DTPA solution was effective to assess Pb availability to the plants at all applied Pb rates.

O chumbo (Pb) é um dos principais contaminantes de solo. Os processos de remediação são dificultados devido à alta retenção do elemento às partículas do solo. A utilização do EDTA para aumentar a fitoextração dos metais do solo tem apresentado bons resultados. Contudo, os quelantes podem causar efeitos indesejáveis como a fitotoxidez e a lixiviação do metal. Nesse sentido, avaliou-se o efeito da aplicação única (0,5 g kg-1) e parcelada de EDTA (0,25 + 0,25 g kg-1) na absorção de Pb pelas plantas de feijão-de-porco (Canavalia ensiformis L.) e na movimentação vertical de Pb em solo contaminado, sob condições de casa de vegetação. Em um experimento, as plantas foram crescidas em vasos contendo 3 L de solo contaminado por Pb. No outro, utilizaram-se colunas de PVC com 42 cm de altura, preenchendo-se os primeiros 20 cm com solo contaminado com 1800 mg kg-1de Pb, seguido de outros 20 cm, com amostra de solo não contaminado. Nesse experimento, foram feitas dez lixiviações com água em volume equivalente a uma chuva de 60 mm cada. As plantas não apresentaram sintomas visuais de toxicidade de Pb, nem diferença na produção de massa seca do feijão em função dos tratamentos aplicados. No entanto, a absorção de Pb foi superior para as plantas que receberam EDTA. Houve movimentação vertical de Pb no solo, principalmente devido à aplicação única de EDTA. A adição de EDTA ao solo auxilia a fitoextração de Pb por plantas de feijão-de-porco e que o parcelamento do EDTA diminui a lixiviação do metal, mostrando se menos agressivo ao ambiente.

Lead (Pb) is one of the main soil contaminants. It is also of difficult phytoremediation due to its low solubility and high retention on soil particles. EDTA application to soil is a strategy to increase heavy metal phytoextraction, but such chelants usually cause phytotoxicity and metal leaching side effects. Therefore, these research work objectives were to evaluate the effects of single (0.5 g kg-1) and split (0.25 + 0.25 g kg-1) EDTA application on Pb uptake by jack beans (Canavalia ensiformis L.) as well as on Pb vertical movement in a Pb contaminated soil material. Two sets of experiments were carried out under greenhouse conditions: in the first one, plants were grown in 3L-pots filled with a Pb-contaminated soil to evaluate Pb uptake by plants; for the second experiment, PVC-columns (42 cm height) were used to evaluate soil Pb leaching: the upper half-column (20 cm) was filled up with Pb-contaminated soil (1800 mg kg-1) whereas the lower half-column (20 cm) was filled with clean soil. Ten 60 mm-rainfalls with a duration of five hours were simulated by dropping distilled water on the top of columns, and leachates were collected for chemical analysis. Plants did not show any visual Pb toxicity symptoms or reduction in dry matter yield. Nevertheless, Pb uptake by jack beans regarded as total plant Pb accumulation was higher in EDTA-treated plants. Vertical Pb movement was observed mostly for the single EDTA application. EDTA addition to the soil favor Pb-phytoextraction by jack beans and the split EDTA application decrease the metal leaching, indicating less risk of environmental contamination.

A fitoextração tem sido uma opção atrativa para remediar solos contaminados com metais pesados, principalmente quando associada à aplicação de quelantes ao solo, embora no Brasil seus estudos sejam muito incipientes. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência dos quelantes EDTA e EDDS na solubilização de metais pesados em Latossolos contaminados por Cu, Zn, Cd e Ni, cujas fontes de contaminação foram: orgânica em Jaguariúna (LVJ) e inorgânica em Paulínia (LVP). Antes da solubilização dos metais com os quelantes as amostras de solo foram submetidas ao fracionamento seqüencial e à extração dos metais pesados pelo método do DTPA. Ainda, as amostras dos dois solos foram agitadas com as soluções dos quelantes, por 24 h, usando as seguintes doses: 0, 250, 500 e 750 mg kg-1 de solo, realizando-se a determinação dos metais pesados no sobrenadante. Tanto a extração com DTPA como o fracionamento seqüencial indicaram que os metais estavam nas frações disponíveis que poderiam ser solubilizados pelos quelantes. As quantidades solubilizadas de Cu, Fe, Zn e Ni variaram em função do tipo de solo, dos quelantes e das doses aplicadas. A solubilização do Fe em relação ao seu teor total no LVJ foi de 11% (EDTA) e 19% (EDDS). O EDDS solubilizou mais Cu em ambos os solos e Ni no LVJ, enquanto o EDTA apresentou maior solubilização do Zn também em ambos os solos e do Cd no LVP. Portanto, a utilização de tais complexantes pode ser promissora na fitoextração de metais em solos, mas a avaliação da concentração de Fe no solo torna-se importante quando se utiliza a técnica de fitoextração assistida por quelantes para remediar Latossolos contaminados com metais.

Phytoremediation is an attractive technique for soils contaminated with heavy metals, especially in conjunction with chelating agents to assist metal phytoextraction. Nevertheless, their studies in Brazil are rare. Thus, the objective of the present work was to evaluate the efficiency of the chelating agents EDDS and EDTA for the solubilization of heavy metals from two Oxisols contaminated by organic sources in Jaguariúna (LVJ) and inorganic sources in Paulínia (LVP), São Paulo State, Southeastern Brazil. First, the soil samples were fractionated and the DTPA method was used to quantify heavy metals available forms. The results indicated that the metals were highly available in the soil fractions and could be solubilized by the chelating agents. The soil was suspended for 24 h in a chelating agent solution (EDTA or EDDS) at rates of 0, 250, 500 and 750 mg kg-1 of soil. The concentration of solubilized heavy metals was determined in the resulting solution. The extent of metal solubilization varied according to soil type, the chelating agent added and the specific metal. The amount of iron solubilized, as compared to the total iron (LVJ) was 11% (EDTA) and 19% (EDDS). EDDS solubilized more Cu than EDTA in both soils but more Ni in LVJ, while EDTA solubilized more Zn in both soils but more Cd in LVP. Both EDTA and EDDS may be useful for phytoextraction from soils, although the iron content is an important factor regarding the phytoextraction of heavy metals with chelating agents in Oxisols.

Em amostras dos horizontes A e B de vinte e oito perfis de unidades de solos representativas do Estado de São Paulo fez-se a determinação de zinco usando os extratores DTPA pH 7,3 (ZnDTPA); Mehlich-1 (ZnM1); HCl 0,1 mol L-1 (ZnHCl); EDTA (ZnEDTA); e, NH4OAc 1 mol L-1 (ZnAc). O teor total de zinco nas amostras de solo estava alto, entretanto, notou-se somente uma pequena fração na forma disponível. O zinco total foi mais influenciado pelo teor de óxido de ferro (r=0,75). Para os teores considerados biodisponíveis, o pH foi o componente mais importante com coeficientes de correlação que variaram de 0,52 (ZnDTPA) a 0,66 (ZnAc). A análise dos componentes principais (PCA) revelou que os dois primeiros componentes principais explicaram 66% da variação, mostrando a associação entre os seguintes atributos dos solos: silte, pH, cálcio, magnésio, valor T, sílica, óxido de ferro, ZnT, ZnDTPA, ZnM1, ZnHCl e ZnEDTA, em que havia valores superiores a 0,63 no F1. No F2 ficou demonstrada a associação entre os teores de argila, areia fina e óxido de alumínio. Foi observada ambiguidade nos F1 e F2 para a areia grossa. Concluiu-se que: a maioria das amostras de solo apresenta potencial para o aparecimento de deficiência de zinco em curto e médio prazos e aPCA foi eficiente no agrupamento de solos originários de mesmo material de origem, indicando que as formas de Zn analisadas são influenciadas positivamente pelos teores de silte, Ca, Mg, sílica e Fe2O3, pH e valor T.

Total and available zinc were analized in samples of A and/or B horizons of twenty eight representative soil profiles of the State of São Paulo, Brazil. Amounts of Zn extracted by DTPA pH 7.3 (Zn DTPA), Mehlich-1 (Zn M1), HCl 0.1 mol.L-1 (Zn HCl), EDTA (Zn-EDTA), and NH4OAc(Zn Ac) were assessed. Amounts of total Zn (Zn T) in all samples was high, but just a small fraction of it is available. Total Zn correlated well with iron oxide content (r = 0.75). In terms of bioavailable amounts the pH was the most important component, showing correlation coefficients varying from 0.52 for Zn DTPA to 0.66 for Zn Ac. The two first axes of Principal Component Analysis (PCA) explained 66% of the variation, and showed association among the following soil attributes: silt, pH, calcium, magnesium, CEC-value, silica, iron oxides, T-ZN, DTPA-Zn, M1-Zn, HCL-Zn and EDTA-Zn, that presented correlation values higher values than 0.63 with the main axis (FL). The second axis (F2) showed an association among clay content, fine sand, and aluminum oxide. An ambiguity was clear in F1 and F2 to coarse sand. It is concluded that: most samples have potential to show up zinc deficiency in the short and medium term; PCA was efficient in grouping soils from the same parent material, indicating that the Zn analyzed in this study is positively influenced by the silt, Ca, Mg, silica, and iron oxide contents, pH, and CEC-value.