Orientador: Wanderley José de Melo / Coorientador: Luciana Maria Saran / Banca: Celso Antonio Jardim / Banca: Fernando Giovannetti de Macedo / Banca: Marcela Midori Yada / Banca: Mara Cristina Pessoa da Cruz / Resumo: O níquel (Ni) é um metal de ocorrência natural em rochas magmáticas. Pode ser adicionado ao solo por ações antrópicas, como a agricultura, disposição de resíduos industriais e deposições atmosféricas. Este elemento satisfaz critérios de essencialidade para as plantas, mas é considerado tóxico em altas concentrações. A hipótese deste trabalho é: doses variadas de Ni na forma de Ni(NO3)2 e Ni2O3 contribuem para maior absorção de Ni por plantas de sorgo e causam efeitos nas atividade biológicas e enzimáticas do solo. A degradação de plantas de sorgo contaminadas em solo que não foi adicionado Ni(NO3)2 e Ni2O3 não causam efeitos na atividade biológica e enzimática. O experimento foi instalado em casa de vegetação localizada no departamento de Tecnologia da FCAV/UNESP - Jaboticabal. O solo utilizado foi o Latossolo Vermelho distrófico (LVd). O experimento foi conduzido em duas etapas. A primeira etapa diz respeito ao desenvolvimento de plantas de sorgo em solo contaminado por Ni(NO3)2 e Ni2O3. O delineamento experimental foi o fatorial 2 x 3 +1. Nessa etapa foram testadas 2 fontes de Ni [Ni(NO3)2 e Ni2O3] em 3 doses, com 3 repetições, mais um tratamento controle com adubação mineral sem níquel. As doses de Ni foram 35, 70 e 140 mg kg-1 solo. Nesta etapa foram realizadas análises de Ni pseudototal e extraível, Ni nas folhas diagnose, planta inteira e grãos, assim como, quantificação do carbono na biomassa microbiana, respiração basal do solo, hidrólise do diacetato de fluoresceína ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nickel (Ni) is a naturally occurring metal in magmatic rocks. Can be added to the soil by anthropogenic actions, such as agriculture, industrial waste disposal and atmospheric deposition. This element satisfies criteria for essentiality to the plants, but is considered toxic at high concentrations. The hypothesis of this paper is: varied doses of Ni in the form of Ni(NO3)2 and Ni2O3 contribute to greater absorption of Ni for sorghum plants and cause effects on biological and enzyme activity of soil. The degradation of sorghum plants contaminated in soil that has not been added Ni(NO3)2 and Ni2O3 do not cause effects on biological and enzyme activity. The experiment was installed in greenhouse located in the Department of technology of UNESP/FCAV-Jaboticabal. The soil used was Red Latosol distrófic (LVd). The experiment was conducted in two stages. The first stage concerns the development of sorghum plants in contaminated soil by Ni(NO3)2 and Ni2O3. The experimental design was factorial 2 x 3 +1. In this step 2 Ni sources were tested [Ni(NO3)2 and Ni2O3] into 3 doses, with 3 replications, more control treatment with mineral fertilization without nickel. The doses of Ni were 35, 70 and 140 mg kg-1 soil. Analyses were performed at pseudototal and extractable Ni, Ni on diagnosis, entire plant and grain, as well as quantification of microbial biomass carbon, soil basal respiration, hydrolysis of fluorescein diacetate and calculation of Metabolic Quotient, in addition to the produc... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A contaminação do ambiente é crescente no mundo, com grandes extensões de áreas afetadas por metais pesados em concentrações que podem representar perigo ambiental. Em face ao aumento da atividade industrial e à agricultura altamente tecnificada, é fundamental o monitoramento dos níveis de metais pesados nos solos, já que as plantas se comportam como mecanismo de transferência de contaminantes do solo para níveis mais altos da cadeia trófica. A ingestão de vegetais contendo elevadas concentrações de metais pesados é uma das principais vias de acesso desses elementos ao corpo humano. No corpo humano, os metais pesados depositam-se no tecido ósseo e gorduroso, ocupando o lugar de minerais nobres. Lentamente liberados no organismo, podem provocar uma série de doenças. O projeto foi dividido em três etapas, cada qual com um objetivo específico: 1º) determinar as concentrações de cádmio, níquel, chumbo, cobalto e cromo em vegetais frequentemente consumidos no Estado de São Paulo, e compará-las com os limites estabelecidos na legislação brasileira; calcular a ingestão diária de metais pesados para estimar o risco à saúde humana; identificar as culturas que apresentam maior potencial de translocação de cádmio para a cadeia alimentar 2º) avaliar os teores de cádmio em hortaliças e nos solos dos campos de produção 3º) avaliar a disponibilidade de cádmio do solo para as plantas com maior potencial de acúmulo do mesmo, com auxilio de extratores químicos e pela técnica de traçador radioativo (109Cd). As amostras vegetais foram coletadas na Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo e a concentração de metais pesados foi determinada por espectrometria de absorção atômica. Todos os vegetais analisados apresentaram concentrações de Cd e Ni abaixo do limite tolerável estabelecido pela legislação brasileira. No entanto, para Pb e Cr, 44% das amostras excederam o limite permitido. Não há nenhuma recomendação estabelecida de limite máximo de tolerância para Co no Brasil. Quanto ao hábito de consumo da população do Estado de São Paulo, a ingestão diária de metais pesados está abaixo da máxima permitida, consequentemente o consumo desses alimentos pode ser considerado seguro e sem riscos à saúde humana. As hortaliças folhosas foram as que mais acumularam Cd. Algumas regiões do Estado de São Paulo apresentaram teores totais de Cd no solo acima do valor de intervenção estabelecido pela CETESB. Entretanto, os vegetais cultivados nesses locais apresentaram teores de Cd inferiores ao limite máximo de tolerância, estabelecido pela ANVISA. É importante, ao estudar a contaminação de áreas agrícolas por metais pesados, observar, além do teor total, outros parâmetros, como a sua disponibilidade para plantas. No experimento em casa de vegetação, as correlações entre o Cd disponível do solo e o Cd acumulado pelas plantas foram significativas somente para a rúcula. O extrator mais eficiente em determinar a fitodisponibilidade de Cd, analisado por meio do Valor L e Razão L, foi o extrator Ácidos Orgânicos / The environmental contamination is increasing worldwide, with large areas affected by heavy metals at concentrations which may pose environmental hazard. Due to industrial activity and highly technical agriculture, it is important to monitor heavy metals levels in soils, since vegetables behave as transfer mechanism of contaminants from soils to higher levels of the food chain. Ingestion of vegetables containing high concentrations of heavy metals is one of the main ways in which these elements enter the human body. Once in human body, heavy metals are deposited in the bone and fat tissues, overlapping noble minerals. Slowly released into the body, heavy metals may cause an array of diseases. The project was divided into three stages, each one with a specific objective: 1st) to determine the concentrations of cadmium, nickel, lead, cobalt and chromium in the most frequently consumed foodstuff in the São Paulo State, Brazil and to compare the heavy metal contents with the permissible limits established by the Brazilian legislation; to calculate intake of heavy metals in human diets for estimating the risk to human health; and to identify crops with the greatest potential for translocation of cadmium into food chain 2nd) to evaluate the cadmium content in leafy vegetables and soils at crop fields 3th) evaluate the phytoavailability of cadmium for leafy vegetables with aid of chemical extractants and radioactive tracer technique (109Cd). The vegetable samples were collected at São Paulo General Warehousing and Centers Company, and heavy metal content was determined by atomic absorption spectrophotometry. All vegetables sampled presented average concentrations of Cd and Ni lower than the permissible limits established by the Brazilian legislation. Exception for Pb and Cr in that 44% of the samples exceeded the maximum permitted limits. The Brazilian legislation has not established a permissible limit for Co contents. Regarding the consumption habit of the population in the São Paulo State, the daily ingestion of heavy metals is below the oral dose of reference, therefore, the consumption of these vegetables can be considered safe and without risk to human health. Leafy vegetables were those most accumulated Cd. Some regions of São Paulo State showed total contents of Cd in soil higher than intervention value established by CETESB. However, the vegetables grown in these areas showed Cd concentrations lower than Brazilian limit established by ANVISA. It is important, when studying environmental contamination by heavy metals, to observe, beside their total content, other parameters, like soil availability. In the greenhouse experiment, the correlation between soil available Cd and plants accumulated Cd were significant only for rocket. The most efficient chemical extractant in determining Cd phytoavailability, analyzed by L Value and L Ratio, were Organic Acids

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A hipótese deste trabalho é: doses variadas de Ni na forma de Ni(NO3)2 e Ni2O3 contribuem para maior absorção de Ni por plantas de sorgo e causam efeitos nas atividade biológicas e enzimáticas do solo. A degradação de plantas de sorgo contaminadas em solo que não foi adicionado Ni(NO3)2 e Ni2O3 não causam efeitos na atividade biológica e enzimática. O experimento foi instalado em casa de vegetação localizada no departamento de Tecnologia da FCAV/UNESP – Jaboticabal. O solo utilizado foi o Latossolo Vermelho distrófico (LVd). O experimento foi conduzido em duas etapas. A primeira etapa diz respeito ao desenvolvimento de plantas de sorgo em solo contaminado por Ni(NO3)2 e Ni2O3. O delineamento experimental foi o fatorial 2 x 3 +1. Nessa etapa foram testadas 2 fontes de Ni [Ni(NO3)2 e Ni2O3] em 3 doses, com 3 repetições, mais um tratamento controle com adubação mineral sem níquel. As doses de Ni foram 35, 70 e 140 mg kg-1 solo. Nesta etapa foram realizadas análises de Ni pseudototal e extraível, Ni nas folhas diagnose, planta inteira e grãos, assim como, quantificação do carbono na biomassa microbiana, respiração basal do solo, hidrólise do diacetato de fluoresceína e cálculo de quociente metabólico, além da produtividade da cultura. A contaminação do solo com Ni(NO3)2 e Ni2O3 influencia as atividades biológica e enzimática, pois provocou estresse na comunidade microbiana. O Ni(NO3)2 ocasionou maior absorção de Ni na planta e a absorção dos elementos Cu, Zn, Mn e Mg também foi influenciada pelo Ni no solo. A produtividade foi menor no tratamento com plantas contaminadas. A segunda etapa foi desenvolvida em delineamento experimental inteiramente casualizado, em que foi avaliada a liberação de Ni pela biodegradação das plantas de sorgo, e sua influência do Ni nas atividades biológica e enzimática do solo no decorrer do tempo, com 4 tratamentos e 5 repetições. Foram adotados os tratamentos, todos com o mesmo solo: controle absoluto sem plantas (CABS), controle com plantas não contaminadas com Ni (CONT), plantas contaminadas com Ni(NO3)2 (NN) e Ni2O3 (OX). Foram realizadas amostragens aos 0, 15, 30, 60 e 120 dias após a instalação do experimento, para verificar as mudanças no decorrer do tempo. Foram analisados o níquel extraível, o carbono na biomassa microbiana e a hidrólise do diacetato de fluoresceína. / Nickel (Ni) is a naturally occurring metal in magmatic rocks. Can be added to the soil by anthropogenic actions, such as agriculture, industrial waste disposal and atmospheric deposition. This element satisfies criteria for essentiality to the plants, but is considered toxic at high concentrations. The hypothesis of this paper is: varied doses of Ni in the form of Ni(NO3)2 and Ni2O3 contribute to greater absorption of Ni for sorghum plants and cause effects on biological and enzyme activity of soil. The degradation of sorghum plants contaminated in soil that has not been added Ni(NO3)2 and Ni2O3 do not cause effects on biological and enzyme activity. The experiment was installed in greenhouse located in the Department of technology of UNESP/FCAV-Jaboticabal. The soil used was Red Latosol distrófic (LVd). The experiment was conducted in two stages. The first stage concerns the development of sorghum plants in contaminated soil by Ni(NO3)2 and Ni2O3. The experimental design was factorial 2 x 3 +1. In this step 2 Ni sources were tested [Ni(NO3)2 and Ni2O3] into 3 doses, with 3 replications, more control treatment with mineral fertilization without nickel. The doses of Ni were 35, 70 and 140 mg kg-1 soil. Analyses were performed at pseudototal and extractable Ni, Ni on diagnosis, entire plant and grain, as well as quantification of microbial biomass carbon, soil basal respiration, hydrolysis of fluorescein diacetate and calculation of Metabolic Quotient, in addition to the productivity of the crop. Soil contamination with Ni(NO3)2 and Ni2O3 influences the biological and enzymatic activities, because it caused stress on microbial community. The Ni(NO3)2 caused increased absorption of Ni in the plant and the absorption of the elements Cu, Zn, Mn and Mg was also influenced by Ni in soil. Productivity was lower in the treatment with contaminated plants. The second step was developed in completely randomized experimental design, in which it was evaluated the release of Ni by the biodegradation of sorghum plants, and your influence of biological and enzymatic activities Ni of the soil over time, with 4 treatments and 5 repetitions. The treatments were adopted, all with the same soil: absolute control without plants (CABS), with control plants contaminated with Ni (CONT), contaminated plants with Ni(NO3)2 (NN) and Ni2O3 (OX). Samplings were carried out at 0, 15, 30, 60 and 120 days after installation of the experiment, to check the changes over time. We analyzed the extractable nickel, carbon in microbial biomass and fluorescein diacetate hydrolysis.

A contaminação do ambiente é crescente no mundo, com grandes extensões de áreas afetadas por metais pesados em concentrações que podem representar perigo ambiental. Em face ao aumento da atividade industrial e à agricultura altamente tecnificada, é fundamental o monitoramento dos níveis de metais pesados nos solos, já que as plantas se comportam como mecanismo de transferência de contaminantes do solo para níveis mais altos da cadeia trófica. A ingestão de vegetais contendo elevadas concentrações de metais pesados é uma das principais vias de acesso desses elementos ao corpo humano. No corpo humano, os metais pesados depositam-se no tecido ósseo e gorduroso, ocupando o lugar de minerais nobres. Lentamente liberados no organismo, podem provocar uma série de doenças. O projeto foi dividido em três etapas, cada qual com um objetivo específico: 1º) determinar as concentrações de cádmio, níquel, chumbo, cobalto e cromo em vegetais frequentemente consumidos no Estado de São Paulo, e compará-las com os limites estabelecidos na legislação brasileira; calcular a ingestão diária de metais pesados para estimar o risco à saúde humana; identificar as culturas que apresentam maior potencial de translocação de cádmio para a cadeia alimentar 2º) avaliar os teores de cádmio em hortaliças e nos solos dos campos de produção 3º) avaliar a disponibilidade de cádmio do solo para as plantas com maior potencial de acúmulo do mesmo, com auxilio de extratores químicos e pela técnica de traçador radioativo (109Cd). As amostras vegetais foram coletadas na Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo e a concentração de metais pesados foi determinada por espectrometria de absorção atômica. Todos os vegetais analisados apresentaram concentrações de Cd e Ni abaixo do limite tolerável estabelecido pela legislação brasileira. No entanto, para Pb e Cr, 44% das amostras excederam o limite permitido. Não há nenhuma recomendação estabelecida de limite máximo de tolerância para Co no Brasil. Quanto ao hábito de consumo da população do Estado de São Paulo, a ingestão diária de metais pesados está abaixo da máxima permitida, consequentemente o consumo desses alimentos pode ser considerado seguro e sem riscos à saúde humana. As hortaliças folhosas foram as que mais acumularam Cd. Algumas regiões do Estado de São Paulo apresentaram teores totais de Cd no solo acima do valor de intervenção estabelecido pela CETESB. Entretanto, os vegetais cultivados nesses locais apresentaram teores de Cd inferiores ao limite máximo de tolerância, estabelecido pela ANVISA. É importante, ao estudar a contaminação de áreas agrícolas por metais pesados, observar, além do teor total, outros parâmetros, como a sua disponibilidade para plantas. No experimento em casa de vegetação, as correlações entre o Cd disponível do solo e o Cd acumulado pelas plantas foram significativas somente para a rúcula. O extrator mais eficiente em determinar a fitodisponibilidade de Cd, analisado por meio do Valor L e Razão L, foi o extrator Ácidos Orgânicos / The environmental contamination is increasing worldwide, with large areas affected by heavy metals at concentrations which may pose environmental hazard. Due to industrial activity and highly technical agriculture, it is important to monitor heavy metals levels in soils, since vegetables behave as transfer mechanism of contaminants from soils to higher levels of the food chain. Ingestion of vegetables containing high concentrations of heavy metals is one of the main ways in which these elements enter the human body. Once in human body, heavy metals are deposited in the bone and fat tissues, overlapping noble minerals. Slowly released into the body, heavy metals may cause an array of diseases. The project was divided into three stages, each one with a specific objective: 1st) to determine the concentrations of cadmium, nickel, lead, cobalt and chromium in the most frequently consumed foodstuff in the São Paulo State, Brazil and to compare the heavy metal contents with the permissible limits established by the Brazilian legislation; to calculate intake of heavy metals in human diets for estimating the risk to human health; and to identify crops with the greatest potential for translocation of cadmium into food chain 2nd) to evaluate the cadmium content in leafy vegetables and soils at crop fields 3th) evaluate the phytoavailability of cadmium for leafy vegetables with aid of chemical extractants and radioactive tracer technique (109Cd). The vegetable samples were collected at São Paulo General Warehousing and Centers Company, and heavy metal content was determined by atomic absorption spectrophotometry. All vegetables sampled presented average concentrations of Cd and Ni lower than the permissible limits established by the Brazilian legislation. Exception for Pb and Cr in that 44% of the samples exceeded the maximum permitted limits. The Brazilian legislation has not established a permissible limit for Co contents. Regarding the consumption habit of the population in the São Paulo State, the daily ingestion of heavy metals is below the oral dose of reference, therefore, the consumption of these vegetables can be considered safe and without risk to human health. Leafy vegetables were those most accumulated Cd. Some regions of São Paulo State showed total contents of Cd in soil higher than intervention value established by CETESB. However, the vegetables grown in these areas showed Cd concentrations lower than Brazilian limit established by ANVISA. It is important, when studying environmental contamination by heavy metals, to observe, beside their total content, other parameters, like soil availability. In the greenhouse experiment, the correlation between soil available Cd and plants accumulated Cd were significant only for rocket. The most efficient chemical extractant in determining Cd phytoavailability, analyzed by L Value and L Ratio, were Organic Acids