Termoanálises de matéria orgânica e vulnerabilidade à contaminação por metais pesados de solos do estado de Minas Gerais

Abstract

A estabilidade da matéria orgânica e a poluição por metais pesados são duas das principais questões ambientais e de sustentabilidade dos solos, amplamente discutidas nas últimas décadas. Importantes questões como manutenção dos níveis de fertilidade, qualidade química dos solos, mudanças climáticas globais, entre outras, estão intimamente ligadas a elas. Muito embora diversos estudos tenham sido conduzidos enfocando as referidas questões, importantes lacunas ainda existem e a elucidação das mesmas faz-se necessário. Dessa forma, elas poderão ser utilizadas de maneira mais eficiente na condução de estudos ambientais, como avaliação de impactos e elaboração de diagnósticos, ou como ferramentas de planejamento, manejo, uso e ocupação dos solos. O presente trabalho procurou enfocar as relações entre estabilidade térmica da matéria orgânica e aspectos físicos, químicos e mineralógicos dos solos do estado de Minas Gerais, além de avaliar e mapear a vulnerabilidade deles à contaminação por seis metais pesados (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn). Os resultados mostraram uma forte relação entre a estabilidade térmica e a presença de óxidos. Nesse sentido, para o conjunto de solos avaliados, os óxidos de alumínio (gibbsita) apresentaram destaque. Já em relação à vulnerabilidade dos solos à contaminação por metais pesados, os resultados mostraram que os latossolos argilosos e muito argilosos foram aqueles que apresentaram menores índices, sobretudo os férricos. Em seguida, os argissolos textura argilosa e muito argilosa, em sua maior parte, apresentaram índices médios para Cu, Pb e Cr e baixos para Cd, Ni e Zn. Os Nitossolos apresentaram o mesmo comportamento que os argissolos e, aqueles férricos, foram os que apresentaram menores índices. Solos textura média foram sempre classificados como de média ou alta vulnerabilidade. Os cambissolos apresentaram vulnerabilidade alta. Aos Neossolos e gleissolos foram atribuídos índices altos por três motivos: 1) Neossolos Quartzarênicos graças à sua baixa capacidade de retenção, própria de solos com predomínio da fração areia; 2) Neossolos Litólicos graças à sua pequena espessura; 3) Neossolos Flúvicos e Gleissolos graças à constante variação do potencial redox que, por sua vez, pode permitir a liberação de cátions metálicos anteriormente retidos nas frações minerais e orgânicas. Foram ainda produzidos seis mapas, específicos para cada metal pesado, para os solos do estado de Minas Gerais.

The stability of organic matter and heavy metal pollution are two of the major environmental issues and sustainability of the soil, widely discussed in recent decades. Important issues such as maintenance of soil fertility levels, soil chemical quality, global climate change, among others, are closely linked to them. Although many studies have been conducted focusing on these issues, significant gaps still exist and the elucidation of these is necessary. Thus, they could be used more efficiently in conducting of environmental studies, such as impact assessment and development of diagnostics, or as tools for planning, management, use and occupation of lands. Accordingly, the present study sought to focus the relation between thermal stability of organic matter and physical, chemical and mineralogical aspects of soils of Minas Gerais, and to measure and map their vulnerability to contamination by six heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn). The results showed a strong relationship between thermal stability and the presence of oxides. In this sense, for the set of soils, the aluminum oxides (gibbsite) were highlighted. In relation to the vulnerability of soil contamination by heavy metals, the results showed that the clayey Ferralsols were those showing the lowest levels, especially the ferric. Then the clayey Acrisols, for the most part, had average rates for Cu, Pb and Cr and low for Cd, Ni and Zn. The Nitisols showed the same behavior that Acrisols and, ferric ones, showed the lowest rates. Sandy loam and sandy loam soils were always classified as medium or high vulnerability. The Cambisols showed high vulnerability. For Leptosols, Arenosols, Fluvisols and Gleysols were attributed high rates for three reasons: 1) Arenosols due to low retention capacity of soils with predominance of sand fraction, 2) Leptosols due to its small thickness, 3) and Fluvisols and Gleysols due to the constant change in the redox potential which, in turn, may allow the release of metal cations previously retained in the mineral and organic fractions. In addition, six maps, specific for each heavy metal, were also produced for the soils of Minas Gerais state.