Exploratory analysis of trace elements in soils and plants affected by a gossan in the Semiarid

Abstract

Trace elements in high concentrations are a huge problem worldwide. Monitoring of natural areas with a high concentration of these elements, such as soils under the influence of gossans, is important since there is little information available. This study aimed to evaluate the pseudo total and available concentrations of Fe, Mn, Pb, and Zn in the soil and its accumulation in native and cultivated plants in the area under the influence of gossan in the Semiarid region in Brazil. Soil samples (0-20 cm) were collected in the North, South, and center areas of the gossan and five transections separated by 1000 m. The pseudo total (EPA3050A) and available concentration (DTPA, Mehlich) of Fe, Mn, Pb, and Zn were determined. In the same points, plant samples were collected and processed to determine the concentration and bioconcentration factor of Fe, Mn, Pb, and Zn. Soils under the influence of the gossan had high Pb and Zn concentration (exceeding soil reference values), indicating that care should be taken in these areas to prevent any risk for the local community. Plants showed different accumulation patterns, with a higher accumulation of trace elements in the shoot (Fe, Mn, Zn), while Pb was primarily accumulated in the roots. Even though soil concentrations were high, plants showed in general, low bioconcentration factor of the potentially toxic elements, except for Zn, indicating that soil conditions limit their availability. Elementos-traços em altas concentrações são um grande problema a nível mundial. O monitoramento de áreas naturais com alta concentração destes elementos, como solos sob influência de gossans, é importante, por existir pouca informação disponível. Objetivou-se neste trabalho avaliar as concentrações pseudototais e disponíveis de Fe, Mn, Pb e Zn no solo e seu acúmulo em plantas nativas e cultivadas na área sob influência de gossan no semiárido no Brasil. Amostras de solo (0-20 cm) foram coletadas no norte, sul e área central do gossan e em cinco transecções separadas em 1000 m. Determinou-se a concentração pseudototal (EPA3050A) e disponível (DTPA, Mehlich) de Fe, Mn, Pb e Zn. Nos mesmos pontos, amostras de plantas foram coletadas e processadas para determinação da concentração e fator de bioconcentração de Fe, Mn, Pb e Zn. Os solos sob influência do gossan apresentaram alta concentração de Pb e Zn (excedendo os valores de referência de qualidade), indicando que cuidados devem ser tomados nessas áreas para evitar qualquer risco para a comunidade local. As plantas apresentaram diferentes padrões de acumulação, com maior acúmulo de elementos-traço na parte aérea (Fe, Mn, Zn), enquanto o Pb foi acumulado principalmente nas raízes. Embora as concentrações no solo fossem altas, as plantas apresentaram, em geral, baixo fator de bioconcentração dos potenciais elementos tóxicos, com exceção do Zn, indicando que as condições do solo limitam sua disponibilidade.