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Tipo do documento: Tese
Título: Inputs of heavy metals and rare earth elements in soils via phosphate fertilizers and correctives
Título(s) alternativo(s): Adição de metais pesados e elementos terras raras aos solos via fertilizantes fosfatados e corretivos
Autor: SILVA, Fernando Bruno Vieira da 
Primeiro orientador: NASCIMENTO, Clístenes Williams Araújo do
Primeiro membro da banca: CUNHA, Karina Patrícia Vieira da
Segundo membro da banca: SOUZA, Edivan Rodrigues de
Terceiro membro da banca: SOUZA, Adailson Pereira de
Quarto membro da banca: ARAÚJO, Josângela do Carmo Trezena de
Resumo: Fertilizantes fosfatados e corretivos são fontes significativas de contaminação do solo por metais pesados e elementos terras raras, e, solos cultivados por um longo tempo podem acumular metais pesados acima dos limites máximos permissíveis. Nesse sentido, o estudo teve por objetivos (i) avaliar o potencial de contaminação dos solos brasileiros por metais pesados e terras raras via fertilizantes fosfatados e corretivos; (ii) avaliar o acúmulo de metais pesados em solos intensivamente cultivados com cana-de-açúcar, como também identificar as possíveis fontes de contaminação. Inicialmente, foram realizadas digestões totais de 53 amostras representativas de fertilizantes contendo P e comercializadas no Brasil. As concentrações de As, Cd, Cr, Hg e Pb foram investigadas nos fertilizantes, que são os elementos regulamentados pela legislação nacional. Adicionalmente, as adições destes metais aos solos brasileiros foram estimadas baseadas no consumo anual e nas concentrações médias verificadas em cada produto. Posteriormente, 60 amostras de solos superficiais de áreas cultivadas com cana-de-açúcar foram coletadas, estas áreas tinham um longo histórico de uso. Nos solos, os teores ambientalmente disponíveis dos metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) foram avaliados, assim como as caracterizações físico-químicas. Os teores dos metais nos solos foram comparados com os valores orientadores de qualidade; correlacionados com as propriedades dos solos e; submetidos às análises estatísticas multivariadas para traçar a origem dos metais. Por fim, as concentrações totais e solúveis de Ce, La, Nd, Pr, Sm, Sc, Eu, Y, Dy, Gd, Yb, Er, Tb, Ho e Lu foram investigadas em 60 amostras de insumos (fertilizante fosfatado, gesso e calcário) utilizados na agricultura brasileira. Além disso, os aportes destes elementos aos solos brasileiros foram estimados através do uso de fertilizantes fosfatados e corretivos do solo. Os resultados do estudo demonstraram que Cd em rochas fosfatadas são os mais preocupantes, e, que em médio prazo os metais pesados presentes nos fertilizantes contendo P não representam risco ambiental. Contudo, a aplicação intensiva de fertilizantes fosfatados nos solos cultivados com cana-de-açúcar promoveu o acúmulo de Cd acima dos valores orientadores de qualidade, e em alguns casos os solos representaram potencial risco à saúde humana. Com relação aos terras raras, observou-se que a solubilidade destes elementos nos fertilizantes fosfatados é dependente da matéria prima utilizada na indústria (ígnea ou sedimentar). As adições anuais destes elementos aos solos brasileiros são > 4000 t ano-1 e que Ce, La, Nd e Y são os mais preocupantes. O calcário se mostrou uma fonte significativa de Gd para os solos agrícolas. Desta forma, os solos que recebem continuamente elevadas doses destes insumos, provavelmente, estão enriquecidos com ETRs.
Abstract: Phosphate fertilizers and corrective are significant sources of soil contamination by heavy metals and rare earth elements, and long-term cultivated soils can accumulate heavy metals above the maximum permissible limits. In this sense, the objectives of the study were (i) to evaluate the potential contamination of Brazilian soils by heavy metals and rare earth via phosphate fertilizers and corrective; (ii) to evaluate the accumulation of heavy metals in soils intensively cultivated with sugarcane, as well as to identify the possible sources of contamination. Initially, were performed total digests of 53 representative samples of P-containing fertilizers and commercialized in Brazil. Concentrations of As, Cd, Cr, Hg and Pb were investigated in fertilizers, which are elements regulated by national legislation. Also the additions of these metals to Brazilian soils were estimated based on the annual consumption and the average concentrations verified in each product. Subsequently, 60 samples of surface soils from areas cultivated with sugarcane were collected, these areas had a long history of use. In the soils, the environmentally available metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) were evaluated, as well as the physico-chemical characterization. The contents of metals in the soils were compared with the guiding values of quality; correlated with soil properties and; subjected to multivariate statistical analyzes to trace the origin of the metals. Finally, the total and soluble concentrations of Ce, La, Nd, Pr, Sm, Sc, Eu, Y, Dy, Gd, Yb, Er, Tb, Ho and Lu were investigated in 60 supplies samples (phosphate fertilizer, and limestone) used in Brazilian agriculture. In addition, the contributions of these elements to Brazilian soils were estimated through the use of phosphate fertilizers and soil correctives. The results of the study showed that Cd in phosphate rocks are the most worrisome, and that in the medium term the heavy metals present in fertilizers containing P do not represent environmental risk. However, the intensive application of phosphate fertilizers in soils cultivated with sugarcane promoted the accumulation of Cd above the guiding values of quality, and in some cases the soils represented a potential risk to human health. With regard to rare earths, it was observed that the solubility of these elements in phosphate fertilizers is dependent on the raw material used in industry (igneous or sedimentary). The annual additions of these elements to Brazilian soils are > 4000 t year-1 and that Ce, La, Nd and Y are the most worrisome. Limestone proved to be a significant source of Gd for agricultural soils. Therefore, soils that continuously receive high doses of these inputs are probably enriched with ETRs.
Palavras-chave: Metal pesado
Contaminação do solo
Fertilizante fosfatado
Área(s) do CNPq: AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
Idioma: eng
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo
Citação: SILVA, Fernando Bruno Vieira da. Inputs of heavy metals and rare earth elements in soils via phosphate fertilizers and correctives. 2018. 85 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/7319
Data de defesa: 8-Jan-2018
Aparece nas coleções:Doutorado em Ciência do Solo

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