Química de solos alagados poluídos por barita: efeitos da matéria orgânica, comunidade microbiana e óxidos de manganês na dinâmica do bário

Autor(es)

Douglas Gomes Viana

• 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: 2023-05-29

Membros da banca

Jussara Borges Regitano; Fernando Barboza Egreja Filho; Letícia de Pierri

• Orientador: Jussara Borges Regitano

Resumo

A barita (BaSO4) possui alta densidade e baixa solubilidade. Por isso, geralmente não oferece riscos ambientais. No entanto, nos solos de áreas úmidas sob condições anóxicas (isto é, potencial redox menor que - 100 mV), o sulfato pode ser usado como aceptor final de elétrons durante a oxidação da matéria orgânica, sendo reduzida ao sulfeto. Nesta condição, o Ba pode se tornar biodisponível e se tornar um risco ao ambiente e seres vivos. O objetivo geral foi investigar a dinâmica da BaSO4 em solos alagados, relações entre fontes e taxas de carbono e adição do agentes oxidantes (óxido de manganês). A tese tem início no capítulo dois com um estudo que avaliou o efeito de diferentes fontes de carbono (lodo de esgoto, palha de arroz e biochar de palha de arroz) na redução da barita e bem como seu efeito na atenuação da comunidade microbiana exposta ao Ba. A abundância relativa de Proteobacteria e Pseudomonadaceae diminuiu em solos contaminados com Ba. Os aditivos orgânicos diferiram em seu potencial de recuperação das comunidades microbianas do solo. A abundância relativa de Pseudomonadaceae em solos contaminados com Ba foi recuperada pela adição de biochar, enquanto o lodo de esgoto e a palha de arroz recuperaram a abundância relativa de Firmicutes. O capítulo três, avaliou se diferentes taxas de carbono de resíduos com diferentes razões C/N (turfa, lodo de esgoto e palha de arroz) afetam o ambiente geoquímico. Os aditivos orgânicos diferiram em seu potencial para atuar como fonte de elétrons para a dissolução da barita. A taxa, mas principalmente a fonte de aditivo orgânico, afeta a dissolução redutiva do barita e, posteriormente, a mobilidade do Ba em ambientes inundados contaminados com barita. A aplicação de lodo de esgoto em solos contaminados com barita resultou em maior pH e o menor potencial redox, favorecendo o maior teor de Ba precipitado como sulfeto e o menor teor de Ba dissolvido na solução do solo. O comportamento inverso foi observado para o solo com palha de arroz. A aplicação de 1% de C como palha de arroz aliada ao cultivo de espécies vegetais capazes de fitoextrair Ba poderá aumentar a remoção de Ba dos solos, enquanto a aplicação de 5% de C como lodo de esgoto tem potencial para imobilizar Ba como minerais sulfetados, diminuindo sua mobilidade em solos contaminados. O capitulo quatro, avaliou efeito da temperatura de pirolise (350°C, 550°C e 750°C) do biochar de palha de cana-de-açúcar na biodisponibilidade de Ba. A aplicação do biochar de palha de arroz submetido a alta temperatura de pirólise (750°C) resultou em aumento do pH do solo e um ambiente mais óxico, o que desfavoreceu a redução de sulfato e, posteriormente, a dissolução de Ba e sua manutenção em frações biodisponíveis (i.e., Ba-EX). Em contraste, o biochar pirolisado em baixa temperatura (350°C) resultou em menores potenciais redox, aumentando assim a disponibilidade de Ba no solo devido à dissolução redutiva da barita. O capitulo cinco, buscou avaliar o efeito de óxidos de manganês com diferentes reatividades, assim como suas taxas de aplicação no ambiente geoquímico, afetando assim a redução do sulfato e consequentemente a disponibilidade de Ba. A aplicação de oxihidróxidos de manganês também afetou a dissolução redutiva da barita e possivelmente a oxidação de sulfetos. As diferenças nos estados de oxidação dos oxihidróxidos de Mn levaram a diferentes reatividades e potenciais de oxidação de sulfetos. A aplicação de oxihidróxido de Mn também afetou os biomarcadores de ácidos graxos no solo relacionados ao ciclo do enxofre, o que pode impactar tanto na redução de barita quanto na oxidação de sulfetos. (AU)

• Processo FAPESP: 19/02796-3 - Efeitos da matéria orgânica e da estrutura da comunidade microbiana na disponibilidade e fitorremediação de BA (barita) em solos alagados
• Beneficiário: Douglas Gomes Viana
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado