The potential threat of heavy metals to human health has led to many studies on permissible levels of these elements in soils. The objective of this study was to establish quality reference values (QRVs) for Cd, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Fe, Mn, As, Hg, V, Ba, Sb, Ag, Co, and Mo in soils of Cuba. Geochemical associations between trace elements and Fe were also studied, aiming to provide an index for establishing background concentrations of metals in soils. Surface samples of 33 soil profiles from areas of native forest or minimal anthropic influence were collected. Samples were digested (USEPA method 3051A), and the metals were determined by ICP-OES. The natural concentrations of metals in soils of Cuba followed the order Fe > Mn > Ni > Cr > Ba > V > Zn > Cu > Pb > Co > As > Sb > Ag > Cd > Mo > Hg. The QRVs found for Cuban soils were as follows (mg kg(-1)): Ag (1), Ba (111), Cd (0.6), Co (25), Cr (153), Cu (83), Fe (54,055), Mn (1947), Ni (170), Pb (50), Sb (6), V (137), Zn (86), Mo (0.1), As (19), and Hg (0.1). The average natural levels of heavy metals are above the global average, especially for Ni and Cr. The chemical fractionation of soil samples presenting anomalous concentrations of metals showed that Cu, Ni, Cr, Sb, and As have low bioavailability. This suggests that the risk of contamination of agricultural products via plant uptake is low. However, the final decision on the establishment of soil QRVs in Cuba depends on political, economic, and social issues and in-depth risk analyses considering all routes of exposure to these elements.

RESUMO

No abstract

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Soil contamination by heavy metals threatens ecosystems and human health. Environmental monitoring bodies need reference values for these contaminants to assess the impacts of anthropogenic activities on soil contamination. Quality reference values (QRVs) reflect the natural concentrations of heavy metals in soils without anthropic interference and must be regionally established. The aim of this study was to determine the natural concentrations and quality reference values for the metals Ag, Ba, Cd, Co, Cu, Cr, Mo, Ni, Pb, Sb and Zn in soils of Paraíba state, Brazil. Soil samples were collected from 94 locations across the state in areas of native vegetation or with minimal anthropic interference. The quality reference values (QRVs) were (mg kg -1 ): Ag (<0.53), Ba (117.41), Cd (0.08), Co (13.14), Cu (20.82), Cr (48.35), Mo (0.43), Ni (14.44), Sb (0.61), Pb (14.62) and Zn (33.65). Principal component analysis grouped the metals Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Sb (PC1); Ag (PC2); and Ba, Co, Fe, Mn and Zn (PC3). These values were made official by Paraíba state through Normativa Resolution 3602/2014.

The use of appropriate analytical methods is of paramount importance for risk assessment and monitoring of potentially toxic metals in soils. In this sense, the objective of this study was to compare the effectiveness of two sample digestion methods, recommended by the Brazilian legislation for the management of contaminated areas (CONAMA 2009), aiming at the determination of environmentally available metal concentrations (USEPA 3050B, USEPA 3051A), as well as a total digestion method (USEPA 3052). Samples from 10 classes of soils were analyzed for Cu, Zn, Cd, Pb, Ni, and Hg. The results showed that the USEPA method 3051A is more efficient than the USEPA method 3050B in the extraction of levels considered environmentally available of Zn, Cu, Cd, Pb, and Ni. Besides providing a higher recovery of these elements, the method requires shorter digestion time, lower consumption of acids, and reduced risk of contamination. The USEPA method 3051A showed greater efficiency in Hg extraction in soils with higher clay content. Therefore, it is suitable for situations where a wide range of soils with different mineralogical characteristics are analyzed or in order to decrease the losses due to volatilization of the element in open systems.

O crescimento industrial e o populacional têm aumentado os teores de metais pesados nos solos e impactado a qualidade desse recurso. Nesse contexto, as agências de proteção ambiental vêm despendendo esforços para o estabelecimento de índices que possam identificar áreas suspeitas de contaminação. Valores de Referência de Qualidade para Solos (VRQs) refletem a concentração natural de determinada substância no solo, sem interferência antrópica. O trabalho objetivou estabelecer os VRQs para os metais Ag, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sb, V e Zn exigidos pelo Conama, para composição da legislação direcionada ao monitoramento desses elementos nos solos do Estado do Rio Grande do Norte. Foram coletadas 416 amostras de solo em áreas de mata nativa ou com mínima influência antrópica. A abertura das amostras foi efetuada pelo método EPA-3051A, sendo os metais determinados por espectrometria de emissão ótica (ICP-OES) e absorção atômica (AA). Os resultados do trabalho comprovaram que estudos regionalizados são essenciais para definição de VRQs. Os VRQs calculados para o Rio Grande do Norte foram mais restritivos que os de outros estados do país. A análise fatorial de confirmação dos dados foi útil para obtenção de VRQs mais confiáveis e demonstrou que para o Estado esses valores podem ser estabelecidos com apenas duas repetições por local de coleta. Nesse sentido, é primordial um planejamento prévio, de distribuição dos locais de amostragem, de maneira que os diversos compartimentos geomorfológicos, pedológicos e geológicos do Estado sejam representados.

RESUMOO bário (Ba) é um metal alcalino terroso de ocorrência natural no solo. É constituinte de carbonatos, sulfatos e silicatos e ocorre como substituto isomórfico de elementos como Ca e K nos minerais. Quando disponível em elevados teores no solo, o Ba pode causar toxidez a diversos organismos vivos. Para considerar que determinado solo está livre de contaminação por esse elemento, faz-se necessário conhecer os teores de Ba nesse solo em condição natural. Portanto, a determinação de teores naturais de Ba em solos é essencial para a construção de uma legislação que sirva de base ao monitoramento e remediação de áreas contaminadas por esse elemento e que seja adequada à realidade pedológica local. Nesse contexto, o objetivo desta pesquisa foi determinar os teores naturais de Ba como base de referência de qualidade para os Solos de Referência do Estado de Pernambuco. Foram coletadas amostras dos dois primeiros horizontes dos 35 perfis de referência, as quais foram submetidas à digestão ácida em micro-ondas (método 3051A). Nos extratos obtidos foi efetuada a determinação dos teores de Ba por ICP-OES.Observaram-se teores de Ba superiores aos valores de prevenção e de investigação estabelecidos pela legislação brasileira (CONAMA, 2009), corroborando a necessidade de maior conhecimento das diversidades regionais para a elaboração de normas nacionais. Os teores naturais de Ba determinados nos solos podem ser utilizados como base para a definição dos valores de referência de qualidade para Ba nos solos de Pernambuco, de acordo com o preconizado pela legislação nacional.Termos de indexação: contaminação de solo, ecotoxicidade, elemento traço, metal pesado.