Potentially toxic metals in soils cultivated with sugar cane

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n3e11801

Keywords:

Agriculture, Aqua regia, Soil pollution

Abstract

The quality of the soil is one of the factors that interferes with the production capacity of agricultural systems. The intensive use of agricultural inputs and the absence of crop rotation contribute to soil chemical degradation. In the Recôncavo da Bahia region, sugarcane cultivation, which started since the colonial period, still remains in some municipality, in the monoculture system. This study was developed in the municipality of Amélia Rodrigues and São Sebastião do Passé, Bahia (BA) State, Brazil, with the objective of evaluating the levels of metals in soils cultivated with sugarcane and fertilized with filter cake, vinasse, N, P and K. The soil samples were collected in sugarcane fields, at depths of 0 to 20 cm and 20 to 40 cm, from four soil classes: Haplic Vertisol (VCo), Hydromorphic Vertisol (VGz), chromic luvisol (TCo), and Yellow Argisol (PAdx). To evaluate the metals, an aqua regia extractor was used and the analytical determinations were carried out by atomic absorption spectrometry. Contents of Cr, Cu and Mn in Vertisols were higher than the maximum values recommended for agricultural use of the soil. In Luvissolo, Cd registered levels above the precautionary value and in the Argissolo the concentrations of the metals were below the precautionary values. Results indicate the need for a soil quality monitoring program with preventive and corrective actions, aiming to restore the soil quality in accordance with its use.

Author Biographies

Rozilda Vieira Oliveira, UNEB

Licenciada em Geografia pela Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS), Especialista em Geografia (UEFS/IAT), Especialista em Gestão Pública Municipal pela Universidade do Estado da Bahia (UNEB), Mestre em Ciências Agrárias pela Universidade Federal da Bahia (UFBA), Doutora em Energia e Ambiente (UFBA). Professora Titular da UNEB, atuando nos curso de Licenciatura em Geografia (DCH, Campus V) e no Mestrado em Estudos Territoriais (PROET). Coordenadora do Laboratório de Geociências (DCH-V) e Líder do Grupo de Pesquisa sobre Degradação dos Recursos Naturais, Agricultura e Ambiente (DNAA).

Washington Luiz Cotrim Duete, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Doutor em Solos e Nutrição de Plantas pela USP. Docente do Curso de Engenharia Agronômica do Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas (CCAAB) da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB), Cruz das Almas (BA), Brasil.

References

ABREU, C. A. de; ABREU, M. F. de; ANDRADE, J. C. de. Determinação de cobre, ferro, manganês, zinco, cádmio, cromo, níquel e chumbo em solos, usando a solução de DTPA em pH 7,3. In: RAIJ et al. (ed.) Análise química para avaliação da fertilidade de solos tropicais. Campinas: Instituto Agronômico, 2001. p. 240-250. ISBN 85-85564-05-9 Disponível em: http://lab.iac.sp.gov.br/Publicacao/Raij_et_al_2001_Metod_Anal_IAC.pdf. Acesso em: 10 maio 2021.

CPRH - Agência Estadual do Meio Ambiente. Instrução Normativa CPRH nº 7, de 07 de julho de 2014. Estabelece os valores de referência da qualidade do solo (VRQ) do Estado de Pernambuco quanto à presença de substâncias químicas para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias. Diário Oficial do Estado de Pernambuco, Recife, p. 13, 31 dez. 2014. Disponível em: https://www2.cprh.pe.gov.br/wp-content/uploads/2022/09/Instrucao-Normativa-CPRH-No-7-2014.pdf. Acesso em 01 fev. 2024.

ALMEIDA JÚNIOR, A. B. de; NASCIMENTO, C. W. A. do; SOBRAL, M. F.; SILVA, F. B. V. da; GOMES, W. A. Fertilidade do solo e absorção de nutrientes em cana-de-açúcar fertilizada com torta de filtro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.15, n.10, p. 1004-1013, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662011001000003.

BENTO, C. B.; CARMO, J. B.; GABRIEL, G. V. M.; BOTERO, W. G.; FERNANDES, A. P.; MARTINELLI, L. A.; OLIVEIRA, L. C. Soil metal concentrations after five years of pasture-to-sugarcane conversion. Bragantia, 81, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/1678-4499.20210038.

BIONDI, C. M.; NASCIMENTO, C. W. A do; FABRÍCIO NETA, A. de B.; RIBEIRO, M. R. Teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co em solos de referência de Pernambuco. R. Bras. Ci. Solo,Viçosa, v. 35, p.1057-1066, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832011000300039.

BRIDHIKITTI, A. et al. Sources and Magnitude of Heavy Metals in Sugarcane Plantation Soils with Different Agricultural Practices and their Implications on Sustainable Waste-to-Foods Strategy in the Sugar–Ethanol Industry. Sustainability, Basel, v. 15, n. 20, p. 14816, 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/su152014816.

CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 420/2009, de 28 de dezembro de 2009. Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias em decorrência de atividades antrópicas. Diário Oficial da União: Brasília, DF, 30 de dezembro de 2009. Disponível em: https://www.normasbrasil.com.br/norma/resolucao-420-2009_110436.html

CETESB - Companhia Ambiental do Estado de São Paulo. Decisão de Diretoria 125/2021/E, de 09 de dezembro de 2021. Dispõe sobre a Aprovação da Atualização da Lista de Valores Orientadores para Solo e Água Subterrânea no Estado de São Paulo – 2021. Diário Oficial do Estado de São Paulo, Poder Executivo, São Paulo, 17 de dezembro de 2021.

FADIGAS, F. de S.; AMARAL-SOBRINHO, N. M. B. do; MAZUR, N.; ANJOS, L. H. C. dos; FREIXO, A. A. Concentrações naturais de metais pesados em algumas classes de solos brasileiros. Bragantia, Campinas, v. 61, n. 2, p. 151-159, 2002. DOI: https://doi.org/10.1590/S0006-87052002000200008.

FADIGAS, F. de S.; AMARAL-SOBRINHO, N. M. B. do; MAZUR, N.; ANJOS, L. H. C. dos; FREIXO, A. A. Proposição de valores de referência para concentração natural de metais pesados em solos brasileiros. R. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, Campina Grande, v. 10, n. 3, p. 699-705, 2006. DOI: https://doi.org/10.1590/S1415-43662006000300024.

GHARAIBEH, M. A.; MARSCHNER, B.; HEINZE, S.; MOOS, N. Spatial distribution of metals in soils under agriculture in the Jordan Valley, Geoderma Regional, v. 20, 2020,

e00245, ISSN 2352-0094. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2019.e00245.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Mapeamento de Recursos Naturais do Brasil. 2018. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/geociencias/downloads-geociencias.html. Acesso em maio de 2020.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Produção Agrícola Municipal (2022). Disponível em: https://www.ibge.gov.br/estatisticas/economicas/agricultura-e-pecuaria/9117-producao-agricola-municipal-culturas-temporarias-e-permanentes.html?edicao=37886&t=resultados. Acesso em fevereiro de 2023.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Malhas municipais- 2020. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/geociencias/downloads-geociencias. Acesso em agosto de 2021.

KABATA-PENDIAS, A.; PENDIAS, H. Trace elements in soils and plants. 4. ed. Boca Raton: CRC Press, 2011, 413 p.

LEÃO, D. A.; BOLZANI, H. R.; OLIVEIRA, D. L. do A.; POMPEI, C. M. E. Lixiviação de nutrientes e alteração das propriedades químicas de solos submetidos à aplicação de vinhaça associada à torta de filtro. Brazilian Applied Science Review, Curitiba, v.6, n.2, p. 421-436, mar./abr. 2022. ISSN: 2595-3621. DOI: https://doi.org/10.34115/basrv6n2-005.

MALAVOLTA, E. Fertilizantes e seu impacto ambiental: micronutrientes e metais pesados, mitos, mistificação e fatos. São Paulo: Produquímica, 1994. 153p.

OLIVEIRA, R. V. Caracterização e classificação de solos em canaviais do Recôncavo Baiano. In: COELHO NETO, A. S.; FRANCO, G. B.; OLIVEIRA, R. V (org.). Leituras territoriais: ambiente, planejamento e dinâmicas urbanas e rurais. Curitiba: CRV, 2020. p. 61-82. ISBN digital 978-65-5868-653-8. DOI: http://dx.doi.org/10.24824/978655868654.5.

RAMALHO, J. F. G. P.; AMARAL SOBRINHO, N. M. B. do. Metais pesados em solos cultivados com cana-de-açúcar pelo uso de resíduos agroindustriais. Floresta e Ambiente, Seropédia, v. 8, n. 1, p. 120-129, jan./dez. 2001.

RAMOS, R. R.; ABREU, M. F. de; GUIZZO, J. V. de M.; CORDEIRO, D. G.; FERREIRA, P. F. Contaminação por metais pesados em áreas agrícolas no estado do Tocantins. Tecno-lógica, Santa Cruz do Sul, v. 24, n. 2, p. 166-178, jul./dez. 2020. DOI: https://doi.org/10.17058/tecnolog.v24i2.14845.

ROSSETTO, R; SANTIAGO, A. D. Cana. Embrapa 50 anos. 2022. Disponível em https://www.embrapa.br/agencia-de-informacao-tecnologica/cultivos/cana/producao/correcao-e-adubacao. Acesso em mar. 2024.

SERAFIM, R. F. Avaliação da fertilidade do solo de uma fazenda na região de Pirassununga SP sujeito à aplicação de vinhaça. 2020. 76 f. Dissertação (Mestrado em Geociências e Meio Ambiente) Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Rio Claro, 2020.

SILVA, B. F. da. Contaminação ambiental por metais em solo sob cultivo intenso de cana-de-açúcar. 2019. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2019.

SOUZA, J. P. de. Caracterização de solos de uma topossequência, em área contaminada por rejeitos de mineração de chumbo. 2014. 50 f. Dissertação (Mestrado em Solos e Qualidade de Ecossitemas) – Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas, Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, Cruz das Almas, 2014.

SZMRECSÁNYI, T. O planejamento da agroindústria canavieira no Brasil (1930-1975). São Paulo: Hucitec, 1979. 540p.

TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W. G. (ed.). Manual de métodos de análise de solo. 3. ed. rev. atual. Brasília, DF: EMBRAPA, 2017. 574p.

USEPA - United States Environmental Protection Agency. Ecological soil screening levels for zinc: Interim final [OSWER Directive 9285.7-73]. Washington: USEPA, 2007 Acesso em Mar. 2024. Disponível em: https://www.epa.gov/sites/default/files/2015-09/documents/eco-ssl_zinc.pdf ncJune 2007Eco-SSL for Zinc (epa.gov)

YIN, J.; DENG, C-B.; WANG, X-F.; CHEN, G-I.; MIHUCZ, V. G.; XU, G-P.; DENG, Q-C. Effects of long-term application of vinasse on physicochemical properties, heavy metals content and microbial diversity in sugarcane field soil. Sugar Technol. v. 21, p. 62-70, fev. 2019. DOI: https://doi.org/10.1007/s12355-018-0630-2.

Published

2024-04-16

How to Cite

Vieira Oliveira, R., & Cotrim Duete, W. L. (2024). Potentially toxic metals in soils cultivated with sugar cane. Revista Em Agronegócio E Meio Ambiente, 17(3), e11801. https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n3e11801

Issue

Section

Environment