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CONTAMINAÇÃO DE SOLOS

Radionuclídeos e metais pesados em solos da Bacia do Rio Corumbataí

a) Principais Óxidos nos Perfis de Solos

Tabela 1 – Principais óxidos (%) nos perfis de solo da bacia do Rio Corumbataí.

Amostra
Sigla
pH
PF1
P2O5
CaO
SiO2
K2O
Na2O
Al2O3
Fe2O3
MgO
TiO2
Ap
PS-11
6,93
5,45
0,35
0,30
74,30
0,14
<0,10
6,23
9,54
0,26
3,37
2Bt1
PS-12
6,82
6,18
0,20
0,13
69,60
0,15
<0,10
9,24
11,20
0,16
3,15
Bt2 (alto)
PS-13
6,87
8,00
0,16
0,15
62,50
0,22
<0,10
13,50
12,90
0,23
2,78
Bt2 (baixo)
PS-14
6,46
8,40
0,14
0,11
61,50
0,22
<0,10
14,40
12,80
0,20
2,58
3Bt3 (alto)
PS-15
6,33
8,01
0,13
0,12
61,30
0,22
<0,10
14,30
12,90
0,18
2,64
3Bt3 (baixo)
PS-16
6,28
8,46
0,12
0,13
60,90
0,21
<0,10
14,90
13,10
0,19
2,81
Bt4
PS-17
6,37
8,62
0,13
0,16
59,40
0,22
<0,10
15,00
13,40
0,21
2,88
Ap
PS-21
5,81
7,98
<0,10
<0,10
73,40
0,32
<0,10
11,90
4,92
0,20
1,12
A/B
PS-22
6,20
8,40
<0,10
<0,10
70,10
0,35
<0,10
13,50
5,78
0,22
1,20
Bt1 (alto)
PS-23
5,93
13,10
<0,10
<0,10
54,30
0,48
<0,10
23,20
7,92
0,36
1,17
Bt1 (baixo)
PS-24
5,31
13,10
<0,10
<0,10
52,00
0,49
<0,10
24,80
8,82
0,39
1,23
2Bt2 (alto)
PS-25
4,92
13,80
<0,10
<0,10
49,90
0,47
<0,10
26,20
8,93
0,39
1,17
2Bt2 (baixo)
PS-26
4,81
13,60
<0,10
<0,10
50,30
0,47
<0,10
25,80
8,69
0,37
1,16
Bt3
PS-27
4,66
13,40
<0,10
<0,10
51,30
0,48
<0,10
25,60
8,58
0,37
1,16
A1
PS-31
4,88
15,40
<0,10
<0,10
50,90
0,26
<0,10
22,70
0,07
0,26
1,48
Btw
PS-32
4,82
14,60
<0,10
<0,10
48,10
0,26
<0,10
25,40
9,87
0,26
1,52
2Btw2 (alto)
PS-33
4,78
13,70
<0,10
<0,10
47,00
0,25
<0,10
26,40
10,20
0,27
1,51
2Btw2 (baixo)
PS-34
4,92
14,80
<0,10
<0,10
46,80
0,24
<0,10
26,80
10,40
0,27
1,59
Btw3 (alto)
PS-35
5,11
14,70
<0,10
<0,10
44,20
0,25
<0,10
27,50
10,70
0,27
1,65
Btw3 (baixo)
PS-36
5,10
14,30
<0,10
<0,10
46,20
0,24
<0,10
27,30
10,60
0,27
1,65

1Perda ao fogo

Figura 1 – Distribuição em profundidade de Al2O3, Fe2O3 e TiO2 nos perfis de solo (7.1 – pág. 95)

b) Metais Pesados e Flúor nos Perfis de Solos

Tabela 2 – Metais pesados e flúor (ppm) nos perfis de solo da bacia do Rio Corumbataí.

Amostra
Sigla
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
F
Ap
PS-11
1
50
38
11
25
39
<0,018
2Bt1
PS-12
1
42
47
13
23
33
<0,018
Bt2 (alto)
PS-13
1
58
69
24
34
43
<0,018
Bt2 (baixo)
PS-14
1
45
67
19
31
37
<0,018
3Bt3 (alto)
PS-15
1
41
57
13
27
28
<0,018
3Bt3 (baixo)
PS-16
1
35
66
18
28
35
<0,018
Bt4
PS-17
1
32
67
18
28
35
<0,018
Média
PS-1
1,0
43,3
58,7
16,6
28,0
35,7
<0,018
Ap
PS-21
1
43
13
9
25
14
<0,018
A/B
PS-22
1
42
14
11
26
16
<0,018
Bt1 (alto)
PS-23
1
49
18
14
41
27
<0,018
Bt1 (baixo)
PS-24
1
42
17
12
29
18
<0,018
2Bt2 (alto)
PS-25
1
51
22
17
33
24
<0,018
2Bt2 (baixo)
PS-26
1
48
21
17
33
25
<0,018
Bt3
PS-27
1
47
20
15
32
23
<0,018
Média
PS-2
1,0
46,0
17,9
13,6
31,3
21,0
<0,018
A1
PS-31
2
69
21
15
33
18
<0,018
Btw
PS-32
2
70
22
16
33
17
<0,018
2Btw2 (alto)
PS-33
1
72
19
13
33
13
<0,018
2Btw2 (baixo)
PS-34
1
68
22
15
32
16
<0,018
Btw3 (alto)
PS-35
2
82
31
22
36
25
<0,018
Btw3 (baixo)
PS-36
1
80
29
21
34
23
<0,018
Média
PS-3
1,5
73,5
24,0
17,0
33,5
18,7
<0,018

Figura 2 – Distribuição em profundidade dos metais pesados nos perfis de solo (7.2 – pág. 97)

Tabela 3 – Média dos metais pesados em solos e concentração total considerada excessiva do ponto de vista de fitotoxidez.
 

Metal Pesado
Média nos Solos (ppm)1
Toxidez (ppm)2
Cd
1-2
3-8
Cr
100-300
500
Cu
6-46
80-125
Ni
20-40
100
Pb
2-200
100-400
Zn
26-94
70-400

1Malavolta (1994) 2Kabata-Pendias & Pendias (1984)

Tabela 4 – Metais pesados (ppm) no açúcar produzido na bacia do Rio Corumbataí.
 
Amostra
Cd
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
Açúcar (CP-11)
<1
<2
3
2
<5
2
Açúcar (CP-12)
<1
<2
3
2
<5
2

c) Radionuclídeos nos Perfis de Solos

Tabela 5 – Atividade dos radionuclídeos (Bq/kg) e razão de atividade 234U/238U, 226Ra/238U e 232Th/238U nos perfis de solo da bacia do Rio Corumbataí.
Amostra
238U
(Bq/Kg)
234U
(Bq/Kg)
226Ra
(Bq/Kg)
232Th (Bq/Kg)
40K
(Bq/Kg)
234U/238U
226Ra/238U
232Th/238U
Ap
1
<1
21
15
49
0,93
21,00
15,00
2Bt1
11
11
18
20
51
0,96
1,64
1,82
Bt2 (alto)
13
13
18
19
60
1,01
1,38
1,46
Bt2 (baixo)
13
13
18
20
65
0,97
1,38
1,54
3Bt3 (alto)
16
15
21
23
65
0,96
1,31
1,44
3Bt3 (baixo)
15
15
24
25
76
0,99
1,60
1,66
Bt4
16
16
26
25
78
1,01
1,62
1,56
Média
12
12
21
21
63
0,98
4,28
3,50
Ap
16
16
39
20
122
0,97
2,44
1,25
A/B
29
30
34
25
115
1,02
1,17
0,86
Bt1 (alto)
46
46
51
31
133
1,01
1,11
0,67
Bt1 (baixo)
46
47
59
31
140
1,03
1,28
0,67
2Bt2 (alto)
38
39
57
31
148
1,02
1,50
0,81
2Bt2 (baixo)
38
39
57
36
153
1,04
1,50
0,95
Bt3
50
51
61
36
149
1,02
1,22
0,72
Média
38
38
51
30
137
1,02
1,46
0,85
A1
7
8
49
31
110
1,09
7,00
4,43
Btw
25
27
44
36
108
1,08
1,76
1,44
2Btw2 (alto)
27
28
48
31
117
1,05
1,78
1,15
2Btw2 (baixo)
29
33
46
31
117
1,15
1,59
1,07
Btw3 (alto)
29
33
46
31
115
1,16
1,59
1,07
Btw3 (baixo)
26
31
43
25
120
1,18
1,65
0,96
Média
24
27
46
31
114
1,12
2,56
1,69
Média Geral
25
25
39
27
105
1,03
2,78
2,03

Figura 3 – Distribuição em profundidade dos radionuclídeos e razão de atividade (RA) nos perfis de solo (7.3 – pág. 101)

Tabela 6 – Porcentagem de ocorrência de 238U e razão de atividade 234U/238U (RA) em diferentes fases nos solos da bacia do Rio Corumbata

Perfil
Amostra
CT1
FO2
MO3
AR4
SA5
Ped6
MIn7
CT1
FO2
MO3
AR4
SA5
   
U (%)
RA
PS-1
PS-15
4
40
22
5
29
66
34
1,00
1,17
1,00
1,00
1,04
PS-2
PS-24
5
40
19
6
30
64
36
0,99
1,18
1,02
1,00
1,07
PS-3
PS-34
5
35
21
5
34
61
39
0,97
1,14
1,04
1,00
1,08

1Cátions trocáveis
2Fe-óxidos
3Matéria orgânica
4Areia
5Silte/Argila
6Fase pedogenética = soma de cátions trocáveis + Fe-óxidos + matéria orgânica
7Fase mineral

Figura 4 – Porcentagem de 238U nas diferentes fases obtidas durante o processo de extração progressiva e seletiva em solos na bacia do Rio Corumbataí (7.4 – pág. 104)

Figura 5 – Razão de atividade 234U/238U nas diferentes fases obtidas durante o processo de extração progressiva e seletiva em solos na bacia do Rio Corumbataí (7.5 – pág. 104)

d) Radionuclídeos na Vegetação

Tabela 7 – Atividade dos radionuclídeos e razão de atividade 234U/238U e 226Ra/238U nas amostras derivadas dos processos industriais relacionados com a usina de cana-de-açúcar.
 

Amostra
238U (Bq/Kg)
234U (Bq/Kg)
226Ra (Bq/Kg)
232Th (Bq/Kg)
40K (Bq/Kg)
234U/238U
226Ra/238U
CP-11 (Açúcar)
<1
<1
<1
<1
71
   
CP-12 (Açúcar)
<1
<1
<1
<1
71
   
CP-21 (Torta de filtro)
11
12
4
<1
107
1,09
0,37
CP-22 (Torta de filtro)
13
14
4
<1
115
1,10
0,31
CP-31 (Álcool)*
<1
<1
<0,01
<1
<0,10
   
CP-32 (Álcool)*
<1
<1
<0,01
<1
<0,10
   
CP-41 (Vinhaça)*
<1
<1
<0,01
<1
0,79
   
CP-42 (Vinhaça)*
<1
<1
<0,01
<1
0,85
   

* em Bq/L

 

Figura 6 – Esquema da distribuição do 238U adicionado para os solos na bacia do Rio Corumbataí pela aplicação de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas (7.6 – pág. 107)

e) Radionuclídeos no Açúcar

Tabela 8 – Consumo anual médio de 238U, 234U, 226Ra e 232Th através do açúcar por um adulto correspondente a dose anual efetiva.
 

Radionuclídeo
Atividade (Bq/Kg)
Consumo (Kg/ano)
Entrada (Bq)
Fator de Conversão1 (m Sv/Bq)
Dose (m Sv)
238U
<1
25
25
0,045
1,12
234U
<1
25
25
0,049
1,22
226Ra
<1
25
25
0,280
7,00
232Th
<1
25
25
0,230
5,75
Total
   
100
 
15,09

1ICRP (1996)

f) Considerações Finais

A falta ou baixa disponibilidade dos micro-nutrientes nos solos brasileiros se traduz em sintomas de deficiência e diminuição na produção de muitas culturas, tanto temporárias quanto perenes em todas as regiões. As culturas de cana-de-açúcar exigem uma adição anual de micro-nutrientes da ordem de 2,16 g de Cu e 5,76 g de Zn por tonelada produzida e considerando uma produção média de cana-de-açúcar de 80 ton/ha, então, a necessidade anual dessas culturas é de 172,8 e 460,8 g/ha de Cu e Zn, respectivamente. Fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas utilizados em plantações de cana-de-açúcar na bacia do Rio Corumbataí são responsáveis pela adição de apenas 75,2 e 114,9 g/ha de Cu e Zn, respectivamente, valores menores que os exigidos por essa cultura, o que torna indispensável o uso de outras fontes de micro-nutrientes (óxidos, ácidos, sais, quelatos). Assim, apesar de baixo, o uso de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas nas plantações de cana-de-açúcar na bacia do Rio Corumbataí é responsável pela adição de micro-nutrientes (metais pesados) que aumentam a produtividade da terra, contribuindo para a diminuição da necessidade de expandir a fronteira agrícola, aumento da relação custo/benefício, redução nos custos de produção, barateamento dos produtos agrícolas no mercado interno, maior competitividade dos produtos de exportação e melhoria na qualidade do produtos.

A acumulação de metais pesados nos solos, como consequência do uso continuado de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas nas plantações de cana-de-açúcar na bacia do Rio Corumbataí é menor que o limite de tolerância permitido por ano no Brasil, e o tempo necessário de aplicações contínuas para atingir o máximo permitido por ano variou de 107 anos para o Cd até 1218 anos para o Zn. Com isso, pode-se concluir que os metais pesados e radionuclídeos contidos em fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas, se utilizados nas doses e modos recomendados, não elevam os teores desses elementos no solo e nas plantações de cana-de-açúcar a níveis indesejáveis em curto, médio ou longo prazo, ao contrário, esses produtos contribuem para a produção de alimentos, fibras e energia renovável. O aumento da entrada de metais pesados tóxicos (Cd e Pb) para as cadeias alimentares humanas não deve estar associado ao uso de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas (em escala mundial eles contribuem com menos que 1% da adição de metais pesados no solo), mas sim a outras fontes naturais (precipitação atmosférica e queima de carvão) e antrópicas (esgoto ou resíduos domésticos – lodos de estação de tratamento de esgoto ou industriais – galvanoplastia ou agrícolas – pesticidas).

Em relação aos radionuclídeos, ficou claramente evidenciado uma maior taxa de exposição na região sul da bacia do Rio Corumbataí, local onde há aplicação de fertilizantes fosfatados, corretivos agrícolas e vinhaça em plantações de cana-de-açúcar. A atividade de 238U, 226Ra e 40K no perfil do solo coletado nesta região com aplicação de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas é maior que nos dois outro perfis, comprovando o aumento da atividade desses radionuclídeos nos solos da bacia do Rio Corumbataí onde há plantações de cana-de-açúcar nos últimos 35 anos. A quantidade adicionada de 238U representa apenas 1,9% da concentração normal de 238U em solos não perturbados e a estimativa da radiação adicional causada pela aplicação de fertilizantes fosfatados NPK e corretivos agrícolas é de apenas 1,6% da média mundial de exposição ao ar livre devido à radiação gama terrestre. Apesar desses baixos valores, anualmente, são acumulados nos solos onde há aplicação de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas cerca de 0,40 Bq de 238U por quilo de solo por ano. Hoje, após 35 anos de contínua aplicação destes produtos, esses solos já apresentam acúmulos de 238U da ordem 58% e possuem atividade próxima ao máximo observado para os solos não perturbados. Se essa aplicação continuar ocorrendo na faixa verificada atualmente, os solos continuarão a acumular 238U até atingirem altos valores de atividade, com possibilidade de aumentar a absorção de radionuclídeos pelas culturas de cana-de-açúcar e, consequentemente, pelo açúcar. Estudos enfocando a absorção de radionuclídeos deveriam ser realizados em outras culturas para avaliação das consequências da aplicação de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas.

Finalmente, não se constatou absorção de metais pesados tóxicos (Cd, Cr e Pb) no açúcar, a concentração de Cu, Ni e Zn neste produto foi baixa e a dose anualmente ingerida através de consumo de açúcar representou apenas 6% da dose efetiva anual estimada mundialmente para a ingestão de açúcar. Assim, o consumo de açúcar não oferece risco à saúde humana do ponto de vista dos metais pesados e radionuclídeos analisados, sendo essa conclusão importante em um sistema agrícola tradicionalmente com uma imagem "clara", como é o caso do Brasil.

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

CONCEIÇÃO, FT. Comportamento geoquímico de radionuclídeos e metais pesados em solos da bacia do Rio Corumbataí. Rio Claro. 2004. 128 p. Tese (Doutorado), IGCE-UNESP.

 

Desenvolvimento: Centro de Análise e Planejamento Ambiental- CEAPLA/IGCE/UNESP

Apoio: FAPESPFundação de Amparo à Pesquisa