Solubilidade, fracionamento e fitoextração de metais pesados após aplicação de agentes quelantes Solubility, phytoextraction and fractionation of heavy metals as a function of chelating agents applied to soil

A baixa biodegrabilidade de quelantes sintéticos usados para induzir a fitoextração resulta em alto risco ambiental pela possibilidade de lixiviação de metais pesados. Agentes quelantes naturais, mais rapidamente degradados no solo, podem ser uma alternativa para os quelantes sintéticos. O objetivo deste trabalho foi comparar a performance de ácidos orgânicos naturais (gálico, cítrico e oxálico) com ácidos sintéticos (EDTA, DTPA e NTA) na fitoextração induzida de metais. O solo foi contaminado com 500, 300 e 200 mg kg-1 de Pb, Zn e Cu, respectivamente, e cultivado com milho (Zea mays) e mucuna preta (Stizolobium aterrimum). Os agentes quelantes, na dose de 10 mmol kg-1, foram aplicados no solo sete dias antes da coleta das plantas. Amostras do solo foram submetidas à extração com CaCl2 e fracionamento. Os teores dos metais na solução do solo foram também determinados. Os quelantes sintéticos EDTA, DTPA e NTA foram eficientes na solubilização dos metais pesados no solo. Dentre os ácidos orgânicos naturais, apenas o ácido cítrico foi eficiente na solubilização dos metais nas primeiras vinte e quatro horas após a sua aplicação. A distribuição dos metais entre as frações apresentou a seguinte ordem: Pb: matéria orgânica (MO) > óxido de Fe amorfo (OxFeA) > trocável (Tr) > óxido de Fe cristalino (OxFeC); Cu: MO > Tr > OxFeC > OxFeA; e Zn: MO > Tr > OxFeC > OxFeA. De modo geral, a adição dos quelantes sintéticos provocou aumento nos teores trocáveis de Pb e Cu e redução nos teores de Pb, Cu e Zn nas frações óxidos de Fe amorfo e cristalino. O extrator CaCl2 0,01 mol L-1 pode ser utilizado para predição da concentração de Pb, Cu e Zn na solução do solo.<br>The low biodegradability of synthetic chelating agents used for phytoextraction poses a great environmental risk due to the potential for metal leaching. Natural chelating agents can be an alternative to synthetic chelates due to their rapid biodegrability. The study aimed to compare the performance of natural organic acids (gallic, citric, and oxalic) to synthetic chelates/acids EDTA, DTPA, and NTA for induced phytoextraction of Pb, Cu and Zn by corn (Zea mays) and velvetbean (Stizolobium aterrimum). Soil samples were contaminated to concentrations: 500 (Pb), 300 (Zn), and 200 (Cu) mg kg-1, and cultivated for 35 days. The chelators were applied at 10 mmol kg-1 seven days before harvest. Soil samples were submitted to chemical extraction by CaCl2 and chemical fractionation. Heavy metal concentrations in the soil solution were also determined. EDTA, DTPA, and NTA were effective at solubilizing the heavy metals. Citric acid was efficient to solubilize metals in the first 24 h after application. The metal distribution across soil fractions followed the sequence: Pb: MO > OxFeA > Tr > OxFeC; Cu: MO > Tr > OxFeC > OxFeA; and Zn: MO > Tr > OxFeC > OxFeA. In general, synthetic chelators increased the exchangeable contents of Pb and Cu and decreased Pb, Cu, and Zn contents in the amorphous and crystalline iron oxides fractions. The extractant CaCl2 0.01 mol L-1 can be used to predict Pb, Cu, and Zn concentrations in soil solution.