ABSTRACT The potential mobility of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in soils severely impacted by inadequate storage of industrial wastes in Rio de Janeiro State (Brazil) was evaluated by applying the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP). This procedure allowed the estimation of toxicity risks for Cd, Cr and Pb. In a contamination hotspot within the study area, the following order of metal concentrations was observed: Pb > Zn > Cu > Ni > Cd > Cr, with significantly higher values than observed for a control site. Decades of soil exposure to wastes implied TCLP results for Pb above 300 mg/L in this hotspot, which exceed the TCLP regulatory threshold in two orders of magnitude, while Cd (up to 0.8 mg/L) and Cr (up to 0.3 mg/L) results were below the respective TCLP thresholds. Surface soil profile analysis (0-30 cm depth) indicates that Pb vertical migration occurs in the hotspot. TCLP concentrations of Pb were up to four orders of magnitude higher than the groundwater quality threshold preconized by Brazilian regulations for this metal (0.01 mg/L), suggesting that downward dispersion of large loadings of anthropogenic Pb is a major concern.

RESUMEN La movilidad potencial de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos gravemente afectados por el almacenamiento inadecuado de desechos industriales en el estado de Río de Janeiro, Brasil, se evaluó mediante la aplicación del procedimiento de lixiviación con características de toxicidad (TCLP, por sus siglas en inglés). Este procedimiento permitió la estimación de riesgos de toxicidad para Cd, Cr y Pb. En una zona de alta contaminación dentro del área de estudio, se observó el siguiente orden de concentraciones de metales: Pb > Zn > Cu > Ni > Cd > Cr, con valores significativamente más altos que los observados para un sitio de control. Décadas de exposición del suelo a desechos implicaron resultados de TCLP para Pb por encima de 300 mg/L en esta zona, los cuales exceden el umbral regulatorio de TCLP en dos órdenes de magnitud, mientras que los valores de Cd (hasta 0.8 mg/L) y Cr (hasta 0.3 mg/L) estuvieron por debajo de los umbrales de TCLP respectivos. El análisis del perfil del suelo superficial (0-30 cm de profundidad) indica que la migración vertical de Pb se produce en la zona de alta contaminación. Las concentraciones de Pb obtenidas con el TCLP fueron hasta cuatro órdenes de magnitud más altas que el umbral de calidad del agua subterránea recomendado por las regulaciones brasileñas para este metal (0.01 mg/L), lo que sugiere que la dispersión descendente de grandes cargas de Pb antrópico es un problema importante.

RESUMO Áreas contaminadas por metais podem configurar sério risco à saúde pública e ao meio ambiente. Na década de 1980 foi instalado um pátio de estocagem provisória de resíduos industriais perigosos (CENTRES), no município de Queimados, Rio de Janeiro, o que causou um grande impacto ambiental ao solo da região. A legislação brasileira para o diagnóstico de áreas contaminadas limita a extração de metais em solos aos métodos recomendados pela United States Environmental Protection Agency (USEPA) 3050 e 3051A. Entretanto, muitos pesquisadores utilizam o método com água-régia para a extração de metais em solo, mas são escassos estudos que comparem as concentrações de metais extraídos por água-régia e USEPA 3051A. Logo, o objetivo deste trabalho foi avaliar se o método de extração de metais em solos por água-régia é estatisticamente diferente do método USEPA 3051A. Os resultados obtidos revelaram que as concentrações de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn utilizando ambas as extrações (água-régia e USEPA 3051A) foram estatisticamente semelhantes. Também foi possível identificar que as concentrações de Cu, Ni, Pb e Zn foram superiores ao valor de investigação industrial, o que caracteriza essa área como altamente contaminada e solo classe 4.

ABSTRACT Metal contaminated areas lead to environmental and public health risks. In the 1980s, dangerous industrial waste storage was initiated in the CENTRES area in the municipality of Queimados, Rio de Janeiro, Brazil. The inadequate management of these wastes has promoted a large environmental impact to this region’s soils. The Brazilian legislation for diagnostics of contaminated areas limits the extraction of metals on soils to USEPA 3050-B and USEPA 3051-A methods. However, many researchers use the aqua regia method for extracting metals in soil, but there are few studies comparing concentrations of metals extracted by aqua regia and USEPA 3051A. Therefore, the objective of this work was to evaluate if the method of extracting metals in soils by aqua regia is statistically different from US EPA 3051A. The results showed that the Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn concentrations using both extractions were statistically similar. It was also observed that Cu, Ni, Pb and Zn concentrations were higher than the industrial investigation value which characterizes this area as highly contaminated and soil class 4.