Mecanismos de interação química de metais, ânions inorgânicos, ácidos orgânicos e proteína em materiais purificados, solo artificial e solo cultivado

Autor(es)

Matheus Sampaio Carneiro Barreto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2019-09-05

Membros da banca

Luis Reynaldo Ferracciú Alleoni; Hudson Wallace Pereira de Carvalho; Tiago Osorio Ferreira

• Orientador: Luis Reynaldo Ferracciú Alleoni

Resumo

O solo é um complexo sistema com variadas fases que alojam reações de interfaces que determinam a mobilidade/disponibilidade de nutrientes e contaminantes no ambiente. O entendimento profundo dos mecanismos que regem as reações é um desafio, sendo muitas vezes necessária a utilização de modelos com número reduzido de componentes e de alta pureza, a fim de que se isolem os efeitos de variáveis ambientais como tipo de minerais, pH e tempo. Podem também ser aplicadas sofisticadas técnicas analíticas para elucidar os mecanismos envolvidos. Nesse trabalho, procurou-se avaliar mecanismos de algumas reações químicas que envolvem os nutrientes P e Zn, macromoléculas como proteína e substâncias húmicas, bem como os contaminantes Cd e As; todos eles em matrizes puras ou em amostras de terra de áreas cultivadas e sob vegetação nativa (VN). As principais conclusões foram: (i) o complexo de superfície P-hematita em configuração bidentada teve adsorção mais rápida do que a monodentada, sendo a bidentada preferencialmente desorvida pelo ânion citrato, cuja adsorção anterior ao fosfato diminuiu a adsorção de P na superfície da hematita; (ii) o As(V) é adsorvido em complexos de esfera interna e externa nas superfícies de hematita e de hausmanita, sendo maior a adsorção na hausmanita, que se mostrou uma opção plausível de filtro para As(V); (iii) o processo de adsorção da proteína BSA em hematita teve forte dependência do pH do meio, sendo o pH próximo ao ponto isoelétrico da proteína o que maximizou a adsorção, sendo que houve considerável mudança conformacional nas estruturas secundárias da BSA após adsorção, o que a tornou menos \"empacotada\" e mais \"desdobrada\", (iv) o Ca aumentou a adsorção de substancias húmicas nos minerais estudados por meio de complexos ternários \"mineral-Ca-substâncias húmicas\", e houve preferência de adsorção nas superfícies dos minerais presentes em solos intemperizados, por moléculas orgânicas menos humificadas e/ou de menor peso molecular; (v) em pH 4,5 houve menor adsorção de Zn, sendo esse retido preferencialmente em minerais alumino-silicatados, enquanto em valores de pH 6,5 as espécies de Zn ligadas a óxido de Fe e aquele precipitado com P também foram identificadas. Contudo, após seis meses de incubação, essas espécies diminuíram ou desapareceram, sendo as espécies de Zn adsorvidas aos minerais alumino-silicatados dominantes após longo tempo de incubação; (vi) Cd e Zn foram adsorvidos rapidamente em solos sob VN ou solos agrícolas altamente fertilizados, sendo que solos agrícolas adsorveram mais esses metais do que o solo sob VN. Porém, apesar da maior adsorção, esses metais ainda foram dessorvíveis por EDTA; (vii) a fração de Zn adsorvido à caulinita esteve presente em todas as amostras de solo, independentemente da origem e do manejo, mas o manejo agrícola e o tempo de incubação aumentaram a quantidade de Zn associado a frações de menor mobilidade. Além disso, a espécie de Zn associado ao fosfato esteve presente em solos altamente fertilizados, e a composição mineralógica do solo determinou a distribuição das frações de Zn adsorvido no solo. (AU)

• Processo FAPESP: 16/05870-1 - ESPECIAÇÃO E CINÉTICA DE ADSORÇÃO E DESSORÇÃO DE Cd E DE Zn EM SOLOS DE ÁREAS OLERÍCOLAS ALTAMENTE FERTILIZADAS
• Beneficiário: Matheus Sampaio Carneiro Barreto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado