Cd2+, Cu2+, and Pb2+ sorption, desorption and migration in Fluvisols

• Autores: Daniel Arenas Lago, Andrés Rodríguez Seijo, Beatriz Cerqueira Cancelo, María Luisa Andrade Couce, Flora Alonso Vega
• Localización: Spanish Journal of Soil Science: SJSS, ISSN-e 2253-6574, Vol. 5, Nº. 3, 2015, págs. 276-295
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Sorção, dessorção e migração de Cd2+, Cu2+ e Pb2+ em Fluvissolos
  • Sorción, desorción y migración de Cd2+, Cu2+ y Pb2+ en Fluvisoles
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• Resumen
  • español

    El objetivo de este trabajo fue evaluar y comparar la capacidad de sorción y desorción,  individual y bimetálica, y la histéresis de Cd2+, Cu2+ y Pb2+ en dos tipos diferentes de Fluvisoles. Se evaluó la migración de los cationes a través del perfil, y la influencia de las propiedades del suelo en la fijación mono y bimetálica, la histéresis y la movilidad. La irreversibilidad de sorción y la migración a través del perfil de los cationes estudiados se determinó, por medio de índices de histéresis y de migración, calculados a partir de los valores de capacidad de retención (Kr) propuestos y validados en un trabajo anterior. Los resultados mostraron que las capacidades de sorción y retención de los horizontes A fueron mayores que las de los C y que las individuales fueron mayores que las competitivas. Los suelos mostraron mayor capacidad de sorción y retención de Pb2+, seguido de Cu2+ y Cd2+. Los óxidos de Mn, materia orgánica y la CIC son los componentes y propiedades con mayor influencia en la sorción y retención individual y competitiva de Pb2+. El Cd2+.no afecta a la sorción y retención de Pb2+ o Cu2+. El contenido de materia orgánica solamente se correlacionó con la histéresis de la sorción de Pb2+ debido a que este componente tiene alta capacidad de fijación de este ion y menor de Cu2+ y Cd2+. Los Fluvisoles Tidálicos retuvieron solamente el 0,4 y el 0,2% del Cd2+ añadido en competencia con Cu2+ o Pb2+, respectivamente. Sin embargo, más del 60% del Pb2+ y más del 47% del Cu2+ añadidos fueron retenidos. El Pb2  retenido en competencia con Cu2+ fue un 98,2% del añadido en los Fluvisoles tidálicos y un 47% en los Fluvisoles úmbricos, mientras que el Cu2+ retenido fue de un 93,8 y 29,9%, respectivamente, del añadido. Esta retención y la movilidad de Cd2+ mostró la posibilidad de transferencia de metales pesados a las aguas subsuperficiales y, a través de éstas, de contaminación e incluso de que estos metales entren en la cadena alimentaria.

  • English

    The aim of this work was to assess and compare the mono and bimetallic Cd2+, Cu2+ and Pb2+ sorption and desorption capacities as well as the sorption hysteresis in two different types of Fluvisols. The migration of cations through the profiles was evaluated, along with the dependence on soil properties of mono and bimetallic Cd2+, Cu2+ and Pb2+ fixation, hysteresis and mobility. Sorption irreversibility and migration of the studied cations through the profiles were evaluated, by means of hysteresis and migration indexes calculated from retention capacity values (Kr) proposed and validated in a previous work. The results showed that the sorption and retention capacities of the A horizons were higher than those of C and that the individual sorption and retention capacities were greater than the competitive capacities. The highest values of sorption and retention capacities were those for Pb2+, followed by Cu2+ and Cd2+. Mn oxides, organic matter and, consequently, ECEC were the components and properties that most highly influenced Pb2+ monometal and competitive sorption and retention. Cd2+ did not interfere with Pb2+ or Cu2+ sorption and retention. Organic matter content was only correlated with the sorption hysteresis of Pb2+, in accordance with the high Pb2+fixation capacity of in this component and its lower capacity to retain Cu2+ and Cd2+. Tidalic Fluvisols retained only 0.4 and 0.2% of added Cd2+ when competing with Cu2+ and Pb2+, respectively. However, more than 60% of the added Pb2+, and over 47% of the added Cu2+ were retained. The Pb2+ retained in competition with Cu2+ was 98.2 in TF and 47% in the Umbric Fluvisol, whereas the retained Cu2+ was 93.8 and 29.9% respectively. These retention and Cd2+ mobility indicated that there is a possibility of heavy metals transferring to subsurface waters and, through these, of contamination and even of these metals entering the food chain.

  • português

    O objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar a capacidade de sorção e dessorção, individual e bimetálica e a histerese de Cd2+, Cu2+ y Pb2+ em dois diferentes tipos de fluvissolos. Avaliou-se a migração dos catiões através dos perfiis bem como a influência nas propriedades do solo da fixação mono e bimetálica Cd2+, Cu2+e Pb2+, a histerese e a mobilidade. Avaliou-se a irreversibilidade de sorção e a migração através dos perfis dos catiões estudados, por meio de índices de histerese e de migração, calculados a partir dos valores de capacidade de retenção (Kr) propostos e validados em trabalho anterior. Os resultados mostraram que as capacidades de sorção e retenção dos horizontes A foram maiores que as dos C, e que as capacidades de sorção e retenção individuais foram maiores que as capacidades competitivas. Os solos mostraram maiores capacidades de sorção e retenção de Pb2+, seguido de Cu2+ e Cd2+. Os óxidos de Mn, matéria orgânica, e consequentemente, a CTC são os componentes e propriedades com maior influência na sorção e retenção individual e competitiva de Pb2+. O Cd2+ não afeta a sorção e retenção de Pb2+ ou Cu2+. O teor de matéria orgânica somente se correlacionou com a histerese da sorção de Pb2+ devido à alta capacidade de fixação de Pb2+ deste componente e à sua menor capacidade de reter Cu2+ e Cd2+. Os Fluvissolos Tidálicos retiveram somente 0,4 e 0,2% do Cd2+ adicionado em competição com o Cu2+ ou o Pb2+, respectivamente. Entretanto, mais de 60% do Pb2+ e mais de 47% do Cu2+ adicionados foram retidos. O Pb2+ retido em competição com o Cu2+ foi de 98,2% do adicionado aos Fluvissolos Tidálicos e 47% nos Fluvissolos Úmbricos, enquanto que o Cu2+ retido foi de 93,8 e 29,9%, respectivamente, do adicionado. Esta retenção e a mobilidade de Cd2+ mostra a possibilidade de transferência de metais pesadospara as água subsuperficiais e através destas, de contaminação, ou mesmo de que estes metais entrem na cadeia alimentar.