Fitoextração induzida de metais pesados: efeito de agentes quelantes e do tempo de contato metal-solo

Abstract

A adição de agentes quelantes sintéticos para fitoextração aumenta a disponibilidade de metais no solo e eleva sua concentração na planta. No entanto, a baixa biodegrabilidade resulta em alto risco ambiental. Uma alternativa para os quelantes sintéticos pode ser os quelantes naturais, mais rapidamente degradados no solo. O trabalho objetivou comparar a performance de ácidos orgânicos naturais (gálico, cítrico e oxálico) com ácidos sintéticos (EDTA, DTPA e NTA) na fitoextração induzida dos metais Pb, Cu e Zn por milho (Zea mays) e mucuna preta (Stizolobium aterrimum). O solo foi contaminado com Pb, Cu e Zn nas doses 500, 200 e 300 mg kg-1, respectivamente, e cultivados por 35 dias. Os agentes quelantes (10 mmol kg-1) foram aplicados 7 dias antes da coleta das plantas. As amostras de solo foram submetidas à extração química e fracionamento. EDTA, DTPA e NTA foram altamente eficientes na solubilização dos metais pesados. O ácido cítrico foi eficiente na solubilização dos metais nas primeiras 24 h após a aplicação. Devido à baixa produção de biomassa pelas espécies, nenhum quelante foi eficiente na fitoextração induzida de Pb, Cu e Zn no solo. O extrator CaCl2 apresentou elevada correlação com metais na solução do solo, estimando adequadamente os teores lábeis dos metais. Os metais Pb, Cu e Zn no solo foram retidos principalmente na fração matéria orgânica. De modo geral, a adição dos quelantes sintéticos aumentou os teores trocáveis para Pb e Cu; e redução nas frações óxidos de ferro amorfo e cristalino para Pb, Cu e Zn.

The application of synthetic chelates to enhance phytoextraction increase metal availability as well as their concentration in shoots. However, synthetic chelates barely degradate in soil and pose a risk owing metal leaching. Natural organic acids can be an alternative to synthetic chelates thanks to their rapid biodegrability. The work aimed to comparing the performance of natural organic acids (gallic, citric, and oxalic) to chelates EDTA, DTPA, and NTA for phytoextracton of Pb, Cu and Zn by corn (Zea mays) and velvetbean (Stizolobium aterrimum). Soil samples were contaminated to reach the concentrations of 500 (Pb), 200 (Cu), and 300 (Zn) mg kg- 1 and cultivated for 35 days. The chelantes were applied at 10 mmol kg-1 7 days before plants harvest. Soil samples were submitted to chemical extraction by CaCl2 and fractionation. EDTA, DTPA, and NTA were effective at solubilizing the heavy metals. Citric acid was efficient to solubilize metals on the first 24 h after application. Due to the low biomass production, none chelant was efficient for phytoextraction of Pb, Cu, or Zn. The CaCl2 extractant presented high correlation with metals concentration in soil solution. Lead, Cu, and Zn were mainly retained in the organic matter fraction. In general, synthetic chelates application increased the concentration of Pb and Cu in the exchangeable and organic matter fractions and decreased the concentration of Pb, Cu, and Zn in the amorphous oxide and crystalline oxide fractions.