Effects of Soil Organic Fractions on Iron Oxide Biodissolution Under Anaerobic Conditions

Petruzzelli, Laura; Celi, Luisella; Ajmone-Marsan, Franco

doi:10.1097/00010694-200502000-00003

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“…In all cases the Eh fell below 100 mV, the approximate redox threshold for the reduction of Fe(III) (Bartlett and James, 1993;Petruzzelli et al, 2005), during the first week of incubation. The subsoil of the untreated soil showed the highest values of Eh during the incubation and fell below the Eh threshold for Fe(III) reduction only after about 3 weeks of incubation.…”

Section: Reductionmentioning

confidence: 86%

Phosphorus Transformations under Reduction in Long-term Manured Soils

2006

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The widespread recycling of animal wastes as fertilizers can severely affect the phosphorus cycle, especially in soils that undergo periodical flooding and anaerobiosis. The aim of this study was to investigate the effect that reducing conditions have on the release and forms of P in soils that have received different doses (0, 60 and 120 Mg/ha) of liquid hog manure for 15 years. Samples of the topsoil (0-20 cm) and of subsoil (20-40 cm) were placed under static reducing condition. At the onset of the reduction, P release to the solution reached a maximum after 4 weeks of submersion then levelled off, presumably due to readsorption by the soil matrix. When an anionic resin was added to act as a P-sink the amount of P released nearly doubled for most samples. The soils that had received the highest dose of manure released more P than the others. Draining the soil solution at intervals after reduction removed up to 683 lg P/kg of the soil with the highest manure dose. The forms of P measured after the experiments revealed a shift of the resilient forms towards more labile, bioavailable forms thus increasing the potential for P loss.

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Section: Reductionmentioning

confidence: 86%

Phosphorus Transformations under Reduction in Long-term Manured Soils

2006

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“…The proposed kinetic model, for instance, does not address the key role played by the bioavailability of potential electron donors (Lovley et al, 1989;Petruzzelli et al, 2005), the physical accessibility of Fe(III) minerals to iron reducers (Zachara et al, 1998), or the community structure and ecology of resident microbial populations (Rö ling et al, 2001). In addition, the model applies specifically to iron reduction requiring direct cell-mineral attachment, which, itself, depends on a variety of parameters, such as pH, ionic strength, cell physiology, and the structure of the bacterial membrane.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Reduction of Fe(III) colloids by Shewanella putrefaciens: A kinetic model

Bonneville

Behrends

Cappellen

et al. 2006

Geochimica et Cosmochimica Acta

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A kinetic model for the microbial reduction of Fe(III) oxyhydroxide colloids in the presence of excess electron donor is presented. The model assumes a two-step mechanism: (1) attachment of Fe(III) colloids to the cell surface and (2) reduction of Fe(III) centers at the surface of attached colloids. The validity of the model is tested using Shewanella putrefaciens and nanohematite as model dissimilatory iron reducing bacteria and Fe(III) colloidal particles, respectively. Attachment of nanohematite to the bacteria is formally described by a Langmuir isotherm. Initial iron reduction rates are shown to correlate linearly with the relative coverage of the cell surface by nanohematite particles, hence supporting a direct electron transfer from membrane-bound reductases to mineral particles attached to the cells. Using internally consistent parameter values for the maximum attachment capacity of Fe(III) colloids to the cells, M max , the attachment constant, K P , and the first-order Fe(III) reduction rate constant, k, the model reproduces the initial reduction rates of a variety of finegrained Fe(III) oxyhydroxides by S. putrefaciens. The model explains the observed dependency of the apparent Fe(III) half-saturation constant, K Ã m , on the solid to cell ratio, and it predicts that initial iron reduction rates exhibit saturation with respect to both the cell density and the abundance of the Fe(III) oxyhydroxide substrate.

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“…Além da análise de variância para cada solo, foi feita análise de correlação linear simples entre características químicas, físicas e mineralógicas e resultados obtidos para as condições de solos sem ou com ambiente redutor. menor, restringindo a diminuição do Eh (Petruzzelli et al, 2005). Nessas condições, as formas de Fe remanescentes, com menor superfície especifica e maior cristalinidade, mais estáveis, exerceriam efeito tamponante ou restritivo às alterações do Eh.…”

Section: Análise De Dadosunclassified

“…Isso limitaria sua solubilização e, conseqüentemente, seus efeitos em equilíbrios (como Eh e pH) com a solução do solo, como sugerido para óxidos de Fe por Petruzzelli et al (2005), provavelmente também válido para oxihidróxidos de Al. Portanto, o gradual aumento da capacidade máxima de adsorção de fosfato (CMAP) com intemperismo de solos tropicais, em particular, sugere que a adição de P irá gradualmente desativar esses oxihidróxidos de modo a dar novo equilíbrio ao sistema, provavelmente na direção contrária ao intemperismo, ou mais adequadamente no sentido de sua não-expressão.…”

Section: Análise De Dadosunclassified

“…Petruzzelli et al (2005), em ensaio de laboratório com goethita e ferrihidrita sintéticos, avaliaram o efeito da incubação desses óxidos em solução contendo C-lábil e constataram decréscimo do Eh e pequena redução do pH. Esses autores observaram, ainda, que nessas condições de menor Eh e pH houve dissolução de ambos os óxidos, principalmente da ferrihidrita devido à sua maior superfície específica e menor grau de cristalização.…”

Section: Introductionunclassified

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Reversibilidade do fósforo não-lábil em solos submetidos à redução microbiana e química: I - alterações químicas e mineralógicas

Novais

Nunes

et al. 2008

Rev. Bras. Ciênc. Solo

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RESUMOAlterações no potencial redox (Eh) de solos, como ocorrem em solos hidromórficos, causam alterações significativas nas características químicas e mineralógicas dos solos e têm forte influência sobre o comportamento do P, alterando a relação entre suas formas lábil e não-lábil. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito de condições de baixo Eh na dissolução/reversibilidade de formas não-lábeis de P e solubilização/comportamento dos oxihidróxidos de Fe e Al. Para isso, amostras de 11 solos foram incubadas com 300 mg kg -1 de P por 30 dias, com posterior exaustão do P-lábil por extrações sucessivas com resina de troca aniônica (RTA). Posteriormente, elas foram submetidas a um tratamento denominado redução microbiana com 0,1 mol L -1 de sacarose, por 60 dias, com trocas desta solução a cada 15 dias. Os resultados obtidos foram comparados com outros quando a mesma dose de P foi aplicada após essa redução microbiana, seguida por extrações sucessivas do P-lábil com RTA. Mediram-se, ainda, em ambas as condições, na solução de sacarose em equilíbrio com os solos, os valores de Eh e pH, teores de Fe, Al e P, ao final de cada período de 15 dias, por ocasião da troca da solução. As amostras originais -não tratadas -dos solos foram, também, submetidas à complexação/redução com oxalato de amônio (Ox) ou com citrato-ditionitobicarbonato de sódio (CDB). Foram feitas quatro extrações sucessivas com Ox e duas como CDB, determinando-se, após cada extração, em ambos os métodos, os valores de Eh, pH e os teores de Fe, Al e P. Posteriormente, as amostras residuais dos solos submetidos aos tratamentos com Ox e CDB receberam 300 mg kg -1 de P. A diminuição dos valores de Eh pela adição de sacarose ou pelas extrações com Ox e CDB não favoreceu a reversibilidade de formas não-lábeis de P. A adição de P aos

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Effects of Soil Organic Fractions on Iron Oxide Biodissolution Under Anaerobic Conditions

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