Potential mobility and toxicity risk of metal pollutants in soils from a tropical area affected by industrial wastes

Ricardo Soares, Maria Carla Barreto Santos Martins, John Edemond Lewis Maddock, Wilson Thadeu do Valle Machado, Luiz Carlos Bertolino, David Vilas Boas de Campos, Aline Soares Freire, Ricardo Erthal Santelli

Resumen


ABSTRACT

 

The potential mobility of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in soils severely impacted by inadequate storage of industrial wastes in Rio de Janeiro State (Brazil) was evaluated by applying the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP). This procedure allowed the estimation of toxicity risks for Cd, Cr and Pb. In a contamination hotspot within the study area, the following order of metal concentrations was observed: Pb > Zn > Cu > Ni > Cd > Cr, with significantly higher values than observed for a control site. Decades of soil exposure to wastes implied TCLP results for Pb above 300 mg/L in this hotspot, which exceed the TCLP regulatory threshold in two orders of magnitude, while Cd (up to 0.8 mg/L) and Cr (up to 0.3 mg/L) results were below the respective TCLP thresholds. Surface soil profile analysis (0-30 cm depth) indicates that Pb vertical migration occurs in the hotspot. TCLP concentrations of Pb were up to four orders of magnitude higher than the groundwater quality threshold preconized by Brazilian regulations for this metal (0.01 mg/L), suggesting that downward dispersion of large loadings of anthropogenic Pb is a major concern.

 

RESUMEN

 La movilidad potencial de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos gravemente afectados por el almacenamiento inadecuado de desechos industriales en el estado de Rio de Janeiro (Brasil) se evaluó mediante la aplicación del Procedimiento de lixiviación con características de toxicidad (TCLP). Este procedimiento permitió la estimación de riesgos de toxicidad para Cd, Cr y Pb. En un hotspot de contaminación dentro del área de estudio, se observó el siguiente orden de concentraciones de metales: Pb> Zn> Cu> Ni> Cd> Cr, con valores significativamente más altos que los observados para un sitio de control. Décadas de exposición del suelo a desechos implicaron resultados de TCLP para Pb por encima de 300 mg/L en este hotspot, que exceden el umbral regulatorio de TCLP en dos órdenes de magnitud, mientras que Cd (hasta 0,8 mg/L) y Cr (hasta Los resultados de 0,3 mg/L) estuvieron por debajo de los umbrales de TCLP respectivos. El análisis del perfil del suelo superficial (0-30 cm de profundidad) indica que la migración vertical de Pb se produce en el hotspot. Las concentraciones de Pb en TCLP fueron hasta cuatro órdenes de magnitud más altas que el umbral de calidad del agua subterránea preconizado por las regulaciones brasileñas para este metal (0,01 mg/L), lo que sugiere que la dispersión descendente de grandes cargas de Pb antropogénico es una preocupación importante.

 

 

 


Palabras clave


Soil pollution; industrial residues; metal contaminants

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