Cadmium distribution in chemical fractions of a Fluventic Dystrudept soil

Authors

  • Eduardo da Silva Daniel Universidade do Estado de Santa Catarina
  • David José Miquelluti Universidade do Estado de Santa Catarina
  • Mari Lucia Campos Universidade do Estado de Santa Catarina
  • Marta de Moura Madeira Universidade do Estado de Santa Catarina
  • Dreyce Kisholli Bueno Universidade do Estado de Santa Catarina

DOI:

https://doi.org/10.5965/223811711812019127

Keywords:

trace elements, sequential extraction, soil pollution

Abstract

Understanding of trace elements distribution in different soil chemical fractions and of the total mobility and concentration is essential for the diagnosis of contamination and the definition of remediation strategies for contaminated sites. This study aims to evaluate Cd behavior in the soil chemical fractions and Cd total concentration extracted by aqua regia of a Fluventic Dystrudept. After the contamination with increasing doses applied and incubation of the metal in the soil, samples were analyzed following the protocol described by GOMES et al. (1997) for sequential fractionation, and the ISO 11047 (1998) (aqua regia) for total extraction. Cd determination was performed by atomic absorption spectrometry. The results were subjected to analysis of variance. Regression equations were adjusted between the variables analyzed and the Cd levels were applied to the soil. Subsequently, the proportions of the Cd allocated in each fraction and the total recovered Cd were calculated. The increase in Cd levels applied to the soil of the experiment increased total Cd concentration and the concentration in the chemical fractions in the following order of intensity: iron oxides < soluble < residual < organic matter < exchangeable. Proportionally, under low concentrations, the element has higher tendency to bind with organic matter, iron oxides and residual fraction than with soluble and exchangeable fractions combined. In high concentrations, a combination of soluble and exchangeable fractions, which are the most mobile fractions in the soil, is more representative than other fractions. The extraction of total Cd by the aqua regia method returned values above 77% of the applied doses in the soil, presenting high efficiency for concentrations up to 200 mg kg-1.

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Author Biographies

Eduardo da Silva Daniel, Universidade do Estado de Santa Catarina

Possui graduação em Agronomia/Bacharelado e mestrado acadêmico em Manejo do Solo pela Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC). Atualmente é bolsista de doutorado em Ciências do Solo no Centro de Ciência Agroveterinárias da UDESC. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em manejo, conservação e química do solo, atuando principalmente nos seguintes temas: recuperação de áreas degradadas, metais pesados no solo e fitorremediação.

David José Miquelluti, Universidade do Estado de Santa Catarina

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria e doutorado em Agronomia, área de concentração em Estatística e Experimentação Agronômica, pela Escola Superior de Agricultura Luis de Queiroz, Universidade de São Paulo. Atualmente é professor titular da Universidade do Estado de Santa Catarina. Tem experiência na área de Probabilidade e Estatística, com ênfase em Estatística aplicada e Experimentação Agronômica e , atuando principalmente nos seguintes temas: Análise quantitativa de variáveis de solo, Análise de experimentos e Metodologia de superfícies de resposta.

Mari Lucia Campos, Universidade do Estado de Santa Catarina

Possui graduação em Agronomia pela Universidade do Estado de Santa Catarina (1997), mestrado em Manejo do Solo pela Universidade do Estado de Santa Catarina (2000) e doutorado em Ciência do Solo pela Universidade Federal de Lavras (2004). Atualmente é professor associado do Centro de Ciências Agroveterinárias (CAV) da Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC). Professor do Curso de Pós-Graduação em Ciência do Solo da UDESC. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Química do Solo, atuando principalmente nos seguintes temas: elementos-traço, poluição, química do solo, sorção e recuperação de áreas degradadas.

Marta de Moura Madeira, Universidade do Estado de Santa Catarina

Possui graduação em Ciências Biológicas pela Universidade do Planalto Catarinense (2006) e mestrado acadêmico em Manejo do Solo pela Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC). Tem experiência na área de Biologia Geral, com ênfase em Biologia Geral e Poluição de Solos.

Dreyce Kisholli Bueno, Universidade do Estado de Santa Catarina

Possui graduação em Engenharia Florestal e mestrado acadêmico em Manejo do Solo pela Universidade do Estado de Santa Catarina. Atualmente é bolsista de doutorado em Ciência do Solo no Centro de Ciências Agroveterinárias da UDESC. Tem experiência na área de engenharia florestal, com ênfase em manejo, conservação e química do solo, atuando principalmente nos seguintes temas: recuperação de áreas degradadas e metais pesados no solo.

 

References

ALLEONI LRF et al. 2005. Atributos do solo relacionados à adsorção de cádmio e cobre em solos tropicais. Acta Scientiarum Agronomy 27: 729-737.

BRASIL. 2009. Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 420 de 2009.

COSTA CN et al. 2007. Fracionamento sequencial de cádmio e chumbo em solos. Ciência Rural 37: 1323-1328.

DONAGEMA GK et al. 2011. Manual de Métodos de Análise de Solo. 2.ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA. 226p.

GOMES PC et al. 1997. Extração fracionada de metais pesados em latossolo vermelho-amarelo. Revista Brasileira de Ciência do Solo 21: 543-551.

HADLICH GM & UCHA JM. 2010. Distribution of cadmium in a cultivated soil in Britanny, France. Scientia Agricola 67: 731-736.

HASS A & FINE P. 2010. Sequential selective extraction procedures for the study of heavy metals in soils, sediments, and waste materials - a critical review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 40: 365-399.

HONMA T et al. 2015. Relationship between cadmium fractions obtained by sequential extraction of soil and the soil properties in contaminated and uncontaminated paddy soils. Journal of Chemistry. 9p.

ISO 11047. 1998. Soil quality – Determination of cadmium, chromium, cobalt, copper, lead, manganese, nickel and zinc in aqua regia extracts of soil – Flame and electrothermal atomic absorption spectrometric methods. Washington: American National Standards Institute. 24p.

KABALA C & SINGH BR. 2006. Distribution and forms of cadmium in soils near a copper smelter. Polish Journal of Environmental Studies 15: 90–97.

KELLER C & VÉDY JC. 1994. Distribution of copper and cadmium fractions in two forest soils. Journal of Environmental Quality Abstract 23: 987-999.

LINHARES LA et al. 2009. Adsorção de cádmio e chumbo em solos tropicais altamente intemperizados. Pesquisa Agropecuária Brasileira 44: 291-299.

LOGANATHAN P et al. 2012. Cadmium sorption and desorption in soils: a review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology 42: 489-533.

McLAUGHLIN MJ et al. 2011. Uptake of metals from soil into vegetables. In: SWARTJES FA (ed.). Dealing with contaminated sites: from theory towards practical application. Holanda: Springer. p. 325-367.

NORDBERG GF. 2009. Historical perspectives on cadmium toxicology. Toxicology and Applied Pharmacology 238: 192-200.

PIERANGELI MAP et al. 2007. Comportamento sortivo, individual e competitivo, de metais pesados em Latossolos com mineralogia contrastante. Revista Brasileira de Ciência do Solo 31: 819-826.

RAO CRM et al. 2008. A review of the different methods applied in environmental geochemistry for single and sequential extraction of trace elements in soils and related materials. Water Air Soil Pollution 189: 291-333.

SANTOS HG et al 2013. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3.ed. Brasília: EMBRAPA. 353p.

SASTRE J et al. 2002. Determination of Cd, Cu, Pb and Zn in environmental samples: microwave-assisted total digested versus aqua regia and nitric acid extraction. Analytica Chimica Acta 462: 59-72.

TEDESCO MJ et al. 1995. Análise de solo, plantas e outros materiais. 2.ed. Porto Alegre: UFRGS. 174p.

THOMASI SS et al. 2015. Sequential extraction of copper, nickel, zinc, lead and cadmium from Brazilian Oxysols: metal leaching and metal distribution in soil fractions. International Journal of Environmental Studies 72: 41-55.

VANĚK A et al. 2005. Mobility of lead, zinc and cadmium in alluvial soils heavily polluted by smelting industry. Plant, Soil and Environment 51: 316-321.

VIOLANTE A et al. 2010. Mobility and bioavailability of heavy metals and metalloids in soil environments. Journal of Soil Science and Plant Nutrition 10: 268-292.

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Published

2019-02-08

How to Cite

DANIEL, Eduardo da Silva; MIQUELLUTI, David José; CAMPOS, Mari Lucia; MADEIRA, Marta de Moura; BUENO, Dreyce Kisholli. Cadmium distribution in chemical fractions of a Fluventic Dystrudept soil. Revista de Ciências Agroveterinárias, Lages, v. 18, n. 1, p. 127–135, 2019. DOI: 10.5965/223811711812019127. Disponível em: https://revistas.udesc.br/index.php/agroveterinaria/article/view/9079. Acesso em: 20 dec. 2024.

Issue

Vol. 18 No. 1 (2019)

Section

Research Article - Science of Soil and Environment

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Copyright (c) 2019 Revista de Ciências Agroveterinárias (Journal of Agroveterinary Sciences)

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