Comportamento sortivo de alguns dos principais cátions metálicos traço.

Repetidamente venho recebendo solicitações para escrever um pouco mais sobre o comportamento de cátions metálicos traços em solos. Esses nada mais são do que alguns dos anteriormente referidos metais pesados. Questionamentos sobre a força de ligação, preferências por sítios de adsorção, entre outras têm sido o foco da discussão em conversas e solicitações via e-mail. Sendo assim, procurarei esclarecer um pouco mais essa questão. Levarei em consideração durante esse post a possibilidade de ocorrência de contaminação por diversos cátions simultaneamente e concentrarei a discussão em torno de alguns dos principais metais associados à depósitos antropogênicos, sendo eles, o crômio (Cr), cobre (Cu), chumbo (Pb), zinco (Zn), níquel (Ni) e cádmio (Cd). Elementos ametálicos e semi-metálicos também inclusos na definição de metais pesados serão objetos para futura discussão.
Primeiramente, é necessário relembrar as principais formas de retenção de elementos-traço em solos. Os aspectos aqui giram em torno dos processos sortivos (adsorção e dessorção), complexação pela matéria orgânica, da formação de precipitados e da formação de estruturas contendo tais elementos. A curto prazo e para solos tropicais e sub-tropicais úmidos, as questões relacionadas aos processos sortivos são, sem dúvida, as mais importantes. Nesse sentido, ainda precisa-se segregar o processo de adsorção em específica e não específica. Simplificadamente, o primeiro consiste na formação de ligações fortes e não estequiométricas onde o metal fica ligado diretamente à matriz sólida via ligação covalente. Já o segundo processo, se dá por meio de ligações fracas, eletrostáticas e estequiométricas. Nesse caso, os metais ficam interpostos por uma ou mais moléculas de água entre eles e a matriz sólida, o que não permite a formação de fortes ligações.
Estudos conduzidos nas últimas três décadas têm sido bastante objetivos e enfáticos ao caracterizar a afinidade de metais específicos pelos sítios de adsorção disponíveis em solos, sejam eles tropicais úmidos ou não. Parace-me próximo ao consenso que para todos esses solos uma sequência de afinidade é bem definida, sendo ela Cr=Pb>Cu>Zn>Ni>Cd. As principais alterações observadas na literatura referem-se à mudança de ordem entre Cr e Pb e Ni e Cd.
Os primeiros metais da lista, especialmente Cr e Pb, repetidamente aparecem como os metais mais afins aos sítios de adsorção específica. O Cu também o é. Entretanto, Cr e Pb parecem estar mais relacionados aos sítios de adsorção específica minerais, enquanto o Cu parece estar mais associado à formação de complexos orgânicos.
É importante ressaltar aqui a importância da caracterização dos compostos orgânicos aos quais o Cu está se ligando para formação dos complexos. Isso porque quando ligado à matéria orgânica de elevada solubilidade, esse elemento pode formar complexos solúveis, aumentando sua biodisponibilidade. Via de regra, esse fato ocorre quando o Cu se liga a material orgânico de menor massa molecular.
Em relação ao  Cr e o Pb, eles têm se mostrado muito afim da, principalmente, fração oxídica dos solos ou da formação de precipitados. O primeiro caso se torna especialmente importante para solos bastante intemperizados como os Latossolos e Argissolos, de ocorrência comum no território Brasileiro. Já a formação de precipitados se dá, sobretudo, em solos menos desenvolvidos e com valores de pH mais básicos, como alguns solos calcários pobremente desenvolvidos.
Os três outros metais, Zn, Ni e Cd, têm frequentemente mostrado preferência para os sítios de adorção não específicas. Esses metais, portanto, tem comportamento eletrostático. Por esse motivo, são mais facilmente dessorvidos, ou seja, mais facilmente liberados da matriz sólida. Esse fato os torna extremamente perigosos, principalmente o Cd que é o mais tóxico dos três. Isso porque, uma vez liberados, tais metais estarão solúveis na solução do solo, podendo ser lixiviados para águas subterrâneas ou absorvidos por espécies vegetais, entrando assim na cadeia alimentar animal.
Dessa forma, pode-se concluir que, uma vez em solos, Cr, Pb e Cu tendem a formar ligações fortes e, por isso, são dificilmente liberados. Já o Zn, Ni e Cd são mais fracamente ligados à matriz sólida, sendo facilmente liberados em contrapartida à substituição dos mesmos no complexo de troca quando da entrada de outros cátions, não necessariamente metálicos traços, porém, com preferência aos sítios de adsorção ou com maior força iônica em solução.
O estudo e conhecimento de tais formas de retenção de elementos-traço em solos apresenta importância ambiental elevada, uma vez que pode conduzir a definição de destinos ambientalmente mais adequados aos resíduos que os possuam. No entanto, é necessário lembrar que os posts aqui publicados tem o intuito de introduzir o leitor aos assuntos neles contidos. Caso deseje-se um maior aprofundamento é necessário a busca por outras fontes, que detalhem os pormenores da questão a ser abordada.
Em um próximo post serão tratados questões referentes à especiação de espécies metálicas e comportamento de metais pesados presentes na forma aniônica em solos e sedimentos.
Carlos Pacheco

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