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Título: Subproduto da indústria de alumínio na remediação de áreas contaminadas com cádmio e chumbo
Título Alternativo: Remediation of cadmium- and lead-contaminated soils with an aluminum industry by-product
Autor(es): Costa, Enio Tarso de Souza
Orientador: Guilherme, Luiz Roberto Guimarães
Membro da banca: Curi, Nilton
Oliveira, Luiz Carlos Alves de
Área de concentração: Solos e Nutrição de Plantas
Assunto: Adsorção e Dessorção de Cd e Pb
Quantidade de Cd e Pb no lixiviado e na matéria seca da parte aérea de Brachiaria decumbens
Amenizante de solo
Área contaminada
Caracterização química e mineralógica da lama da mineração de alumínio
Pré tratamento com ácido fosfórico e térmico
Adsorption
Desorption
Soil amendment
Contaminated soil
Data de Defesa: 22-Mar-2006
Data de publicação: 2013
Agência de Fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Referência: COSTA, E. T. de S. Subproduto da indústria de alumínio na remediação de áreas contaminadas com cádmio e chumbo. 2010. 112 p. (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2010.
Resumo: As atividades de mineração aumentam a cada dia, gerando grandes quantidades de resíduos ou subprodutos, despertando o interesse de indústrias e entidades de pesquisa para avaliar o seu potencial de uso benéfico, incluindo como amenizantes de solos contaminados. Dentre os contaminantes do solo, os elementos-traço são muito reconhecidos por causar, em determinadas concentrações e condições, riscos à vida do homem, dos animais e das plantas. O presente trabalho teve como objetivos: i) caracterizar o subproduto da indústria de alumínio, doravante denominado de lama da mineração de alumínio in natura (L.A. nat.) e avaliar a sua capacidade em fixar elementos-traço na sua forma in natura e após ter sido submetida a pré-tratamentos com ácido fosfórico e térmico, comparando-a com a lama da mineração de ferro in natura doravante denominada L.F. nat. e ii) avaliar o efeito da L.A. nat. como amenizante de um Neossolo Quartzarênico (RQo) e um Latossolo Vermelho (LV) contaminado com Cd e Pb, comparando-a com outros amenizantes orgânicos e inorgânicos. O experimento foi conduzido no Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras. Para a caracterização da lama, foram feitas análises de fertilidade, ataque sulfúrico, digestão em forno microondas, difratometria de raios x e testes de adsorção e dessorção de Cd e Pb em sistemas monoelementares. Posteriormente, conduziu-se um experimento em vaso, sob cultivo de Brachiaria decumbens em solo contaminado com Cd e Pb, em que foram analisados o pH, a condutividade eletrolítica (CE) e a concentração de Cd e Pb em lixiviados não filtrados e filtrados em membrana de 0,45 μm, bem como a produção de matéria seca de raiz (MSR) e parte aérea (MSPA) e quantidades de Cd e Pb na matéria seca da parte aérea. A L.A. nat. apresentou um alto valor de pH, uma alta concentração de Na e uma mineralogia bastante rica em óxidos. Os pré-tratamentos com ácido fosfórico e térmico não apresentaram incrementos que justifique fazê-los quanto ao uso da lama da mineração de alumínio como adsorvente. A L.A. nat. demonstrou ser mais promissora que a L.F. nat como adsorvente de Cd e Pb. O incremento das taxas de aplicação do subproduto contribuiu para aumentar o pH dos lixiviados e a aplicação da L.A. nat. a 2,00% reduziu a CE no RQo, enquanto que, no LV a 1,00% e 2,00%, foi verificado efeito inverso. Os teores de Pb diferiram nos lixiviados filtrados e não filtrados e os de Cd não. A L.A. nat. favoreceu a MSR e MSPA e reduziu as concentrações de Cd (mg kg-1) na MSPA, enquanto o Pb não foi alterado.
Mining activities have been increasing each day and generate large amounts of residues or by-products, which have caused a lot of interest by researchers in evaluating their potential use as soil amendments. One of the applications of such amendments is on the remediation of soils contaminated with trace elements, which might pose a threat to animals and plants if present in high concentrations in the environment. The present work had as objectives: i) characterize an aluminum industry by-product and evaluate its adsorption/desorption capacity of Cd and Pb in its in natura form and after phosphate and thermal pretreatments, comparing it with an in natura iron mining by-product, and, ii) compare the performance of an aluminum industry by-product with that of other organic and inorganic soil amendments in cadmium- and lead-contaminated soils. All experiments were conducted in the Soil Science Departament at UFLA (Federal University of Lavras). In the first experiment, the in natura Al industry by-product was pretreated either with increasing doses of phosphoric acid (0, 21.5, 43.0, and 86.0 mmol L-1; solid:solution ratio of 1:1,5) or thermally at 105, 300, and 600°C and then analyzed for: soil fertility, sulfuric-attack and microwave furnace digestion, zero point of charge, X-ray diffraction. Adsorption and desorption of Cd and Pb were measured in monoelementary systems using 0.01 mol L-1 Ca(NO3)2 as the background solution. Cadmium and Pb were analyzed by either flame or graphite furnace atomic absorption espectrofotometry. In the second experiment, samples from a sandy and a clayey soil were previously mixed with a polluted soil containing high concentrations of Cd and Pb and then treated with increasing doses - 0, 0.25, 0.50, 1.00, and 2.00% (dry weight basis) - of an Al industry by-product in its in natura form. For comparison purposes, additional treatments consisted of: lime, a silicate by-product and turf at a rate of 0.25, 0.50, and 2.00% respectively, as well as the non-contaminated soils. Comparison among treatments were done by evaluation of the root and shoot dry matter production of Brachiaria decumbens as well as their Cd and Pb concentrations and the Cd and Pb concentrations, in addition to the pH and the electrolytic conductivity (EC) of 0.45-μm filtered and non-filtered soil leachates. The Al industry by-product presented a high pH as well as a high Na concentration and also an oxide rich mineralogy. Pretreatment of the by-product with either phosphate or thermally had no significant effect upon Cd and Pd adsorption/desorption. The in natura Al industry by-product performed better than the iron-mining by-product as an Cd and Pb amendment. Increasing the application rates of the in natura Al industry by-product caused an increase in pH of the leachates. A 2.00% rate of application of the by-product decreased the EC in the sandy soil whereas a 1.00% and 2.00% application rate increased the EC in the clayey soil. The Pb concentration differed between filtered and non-filtered soil leachates whereas that of Cd did not. The Al industry by-product has favored the root and shoot dry matter production of B. decumbens and reduced the latter´s Cd concentrations (mg kg-1) while Pb concentration was not significantly altered.
Informações adicionais: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agronomia, área de concentração em Solos e Nutrição de Plantas, para a obtenção do título de Mestre
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/1492
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
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