Orientador: Liliane Santos de Camargos / Resumo: As intensas atividades antropogênicas têm aumentado as concentrações de metais pesados no solo, por meio do uso excessivo de produtos químicos e do descarte inadequado e acúmulo de resíduos sólidos e líquidos, por exemplo, surgindo assim riscos de poluição do solo e corpos d’água. O desenvolvimento de tecnologias sustentáveis, efetivas e de baixo custo para recuperação de áreas contaminadas por metais pesados é de extrema necessidade. A fitorremediação é uma técnica, de baixo custo, que utiliza plantas na recuperação de solos contaminados por metais pesados. Espécies de leguminosas apresentam características favoráveis para crescerem rapidamente em solos degradados, o que é uma característica importante quando considera-se o potencial para fitorremediação destes contaminantes. Objetivou-se caracterizar a resposta fisiológica, determinar a tolerância e o potencial fitorremediador de Leucaena leucocephala aos metais cobre e ferro. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado para ambos os metais. O solo foi tratado com cinco doses, além do controle (0, 100, 200, 300, 400 e 500 mg/dm3 solo), em sacos de mudas com capacidade para 2 dm3 de solo. Sementes de L. leucocephala foram semeadas diretamente no solo contaminado e cultivadas por 120 dias. Os parâmetros fotossintéticos, foram analisados; o material vegetal foi coletado e os tecidos foram separados, medidos e pesados para avaliação de crescimento. Teores de clorofila e carotenoide... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The intense anthropogenic activities have increased the concentrations of heavy metals in the soil, through the excessive use of chemicals and the improper disposal and accumulation of solid and liquid residues, for example, thus resulting in risks of pollution of the soil and water bodies. The development of sustainable, effective and low-cost technologies for the recovery of areas contaminated by heavy metals is extremely necessary. Phytoremediation is a technique that uses plants to recover soils contaminated by heavy metals. Legume species have favorable characteristics to grow quickly in degraded soils, which is an important characteristic when considering the potential for phytoremediation of these contaminants. The objective was to characterize the physiological response, to determine the tolerance and phytoremediation potential of Leucaena leucocephala to copper and iron metals. The experiment was carried out in a greenhouse, in a completely randomized design for both metals. The soil was treated with five doses, in addition to the control (100, 200, 300, 400 and 500 mg/dm3 soil), in seedling bags with a capacity of 2 dm3 soil. Leucaena leucocephala seeds were sown and cultivated for 120 days. The photosynthetic parameters were analyzed; the plant material was collected and the tissues were separated, measured and weighed for growth evaluation. Chlorophyll and carotenoid contents were quantified in the leaves. Nutrient contents in plants and soil were determined. The ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O avanço industrial e urbano associado ao aumento da produção dos bens de consumo resultou na geração de resíduos que, por muito tempo, foram descartados indiscriminadamente no ambiente, provocando danos quase sempre irreversíveis e de difícil recuperação. Dois experimentos foram conduzidos em solos contaminados por metais pesados, o primeiro devido ao descarte de produtos inorgânicos contendo grande carga de poluentes no solo; no segundo estudo a contaminação deve-se ao uso sucessivo de fungicidas contendo cobre em pomares cítricos do sul da Flórida. O primeiro estudo objetivou avaliar o uso de amenizantes orgânicos como mitigadores da toxicidade de bário, boro, cádmio, chumbo, cobre, níquel e zinco presentes no solo contaminado decorrente da adição de resíduo de sucata automobilística e avaliar o potencial fitoextrator do pinhão-manso (Jatropha curcas L.). Observou-se que o fornecimento da matéria orgânica na forma de turfas não amenizou a contaminação por metais pesados (Ba, Cd, Cu, Ni, Pb,Zn) e B; tal efeito pode ter ocorrido devido ao elevado pH deste solo mantido pelas práticas constantes de calagem. Os elementos apresentaram maior disponibilidade no solo ao longo das avaliações, exceto o boro que não apresentou significância. As plantas apresentaram sintomas de fitotoxicidade causados pelo elevado teor de boro e metais pesados no solo. A maior parte dos elementos metálicos se acumulou nos colmos e o boro nas folhas do pinhão manso, ou seja, a planta foi eficiente em translocar tais elementos para a parte aérea, situação desejável em uma fitoextratora. Ao final do experimento, os teores de Ba, Cd, Cu, Ni, Pb e Zn estavam mais disponíveis às plantas. O que indica que a matéria orgânica presente nas turfas mineralizou e tornou mais disponível estes metais pesados às plantas ao longo das avaliações. Pelos índices de transferência, de translocação e de remoção o pinhão manso foi viável somente para fitoextração de boro da área contaminada; estes índices também apontaram que o pinhão manso apresentou potencial para acumular B, Ba e Cd. O segundo experimento foi desenvolvido em casa de vegetacão com um argissolo coletado em uma área que tem recebido sucessivas aplicações de fungicidas a base de cobre, o que tem promovido o acúmulo significativo deste elemento nos solos sob produção de citros. O objetivo foi avaliar o potencial de fitoextração de cobre pelas plantas chinesas Splendens elsholtzia e Argyi elsholtzia para remover o excesso de cobre em solos contaminados devido a aplicação sucessiva de fungicidas cúpricos em pomares cítricos do sul da Flórida. A produção de massa seca de folhas, colmos e raízes e a concentração de cobre nos tecidos da Splendens elsholtzia foram superiores ao da espécie Argyi elsholtzia, o que indica que a Splendens elsholtzia é mais tolerante aos elevados níveis de cobre no solo. Assim, esta espécie pode ser indicada para programas de fitoextração em solos contaminados com cobre; entretanto, o índice de translocação do cobre indicou que as duas espécies não foram eficientes em translocar o cobre da raíz para parte aérea. / The industrial and urban progress associated with increased production of consumer goods has resulted in the generation of waste, which, for a long time, was indiscriminately discarded in the environment, causing damage usually irreversible to recover. Two experiments were conducted in soils contaminated with heavy metals: the first aimed at the disposal of products containing high loads of inorganic pollutants in the soil and the second focused on contamination due to the successive uses of fungicides containing copper in citrus groves of South Florida. The first study aimed to evaluate the use of organic soothers as mitigators of toxicity caused by barium, boron, cadmium, lead, copper, nickel and zinc in soil contaminated with waste resulting from the disposal of automobile scrap and to evaluate the phytoextraction potential of Jatropha (Jatropha curcas L.). It was observed that the supply of organic matter in the form of peat did not alleviate the contamination with heavy metals (Ba, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) and B, which may be attributed to the high pH of the soil due to constant practices of liming. The items showed higher availability in the soil during the evaluations, except for boron which showed no significance. The plants showed symptoms of phytotoxicity caused by high levels of boron and heavy metals in the soil. Most metallic elements are accumulated in the stems and boron in the leaves of Jatropha curcas, thus, the plant was efficient in the translocation of these elements to the shoot, a situation is desirable in phytoextraction. At the end of the experiment, the concentrations of Ba, Cd, Cu, Ni, Pb and Zn were more available to plants. This indicates that the organic matter present in the peat mineralized and made these heavy metals more available to plants. Considering the transfer rates of translocation and removal, the Jatropha was feasible only for phytoextraction of boron in the contaminated area, which shows that Jatropha has the potential to accumulate B, Ba and Cd. The second experiment was conducted in a greenhouse in an alfisol collected in an area that received repeated applications of copper-based fungicides, which promoted significant accumulation of this element in soils under citrus production. The objective was to evaluate the potential for phytoextraction of copper by the Chinese plants Splendens elsholtzia and Argyi elsholtzia to remove excess of copper in contaminated soils due to repeated application of copper-based fungicides in citrus groves of South Florida. The dry weight of leaves, stems and roots and the concentration of copper in the tissues of Splendens elsholtzia were higher than in Argyi elsholtzia, which indicates that the Splendens elsholtzia is more tolerant to high copper levels in the soil. Thus, this species may be indicated for phytoextraction of soils contaminated with copper; however, the rate of copper translocation indicated that the two species were not efficient to translocate copper from root to shoot.

O cádmio (Cd) é importante poluente ambiental, que prejudica a produtividade das plantas e traz consequências graves à saúde humana. Uma das possíveis estratégias para mitigar os danos provocados pelo Cd na planta é o suprimento adequado de potássio (K), uma vez que esse nutriente atua na modulação de processos fisiológicos e mecanismos antioxidantes dos vegetais. Objetivou-se avaliar a importância do K nos mecanismos envolvidos na tolerância do capim tanzânia (Panicum maximum cv. Tanzânia) ao estresse oxidativo induzido pelo Cd. As plantas foram cultivadas em casa de vegetação com delineamento de blocos completos ao acaso, em esquema fatorial 3x4, com três doses de K (0,4; 6,0 e 11,6 mmol L-1) combinadas com quatro doses de Cd (0,0; 0,5; 1,0 e 1,5 mmol L-1) fornecidas em solução nutritiva, com seis repetições, sendo três destinadas à avaliação dos parâmetros produtivos e nutricionais e outras três aos parâmetros fisiológicos e metabólicos. Foram avaliados dois períodos de crescimento das plantas, sendo o primeiro corte aos 35 dias após o transplantio das mudas e o segundo aos 27 dias após o primeiro. No segundo crescimento não foi adicionado Cd na solução nutritiva. O aumento do fornecimento de K resultou em incremento na produção de massa seca da parte aérea do capim tanzânia exposto às doses de Cd até 1,0 mmol L-1, no segundo corte. O acúmulo de Cd na parte aérea do capim foi mais elevado em condições de alta disponibilidade de Cd (1,5 mmol L-1) e de K (11,6 mmol L-1). O aumento das doses de Cd resultou em mais baixas concentrações de cálcio, magnésio, enxofre e manganês e mais elevadas concentrações de K, cobre, ferro e zinco na parte aérea do capim, no segundo corte. O maior fornecimento de K proporcionou mais elevadas taxas de assimilação de CO2 e de transpiração, condutância estomática, eficiência quântica do fotossistema II e taxa de transporte de elétrons em plantas expostas a doses intermediárias de Cd (0,5 a 1,0 mmol L-1). As concentrações de malondialdeído (MDA), peróxido de hidrogênio (H2O2) e prolina na parte aérea das plantas foram mais altas em condições de altas disponibilidades de Cd. As mais altas doses de K para plantas submetidas ao estresse por Cd resultaram em mais baixas concentrações de MDA devido ao incremento proporcionado por esse nutriente na atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX), ascorbato peroxidase (APX) e glutationa redutase (GR), avaliadas no segundo corte. O K promoveu aumento das concentrações de espermidina e espermina em plantas sob toxidez por Cd. Portanto, o K ameniza os efeitos tóxicos induzidos pelo Cd no capim tanzânia, reduzindo o estresse oxidativo por meio do aumento da atividade das enzimas antioxidantes e da concentração de poliaminas, o que resulta em maior produção de massa seca da parte aérea e maior acúmulo de Cd, aumentando a capacidade de fitoextração de Cd pelo capim tanzânia. / Cadmium (Cd) is an important environmental pollutant, which damages plant productivity and has serious consequences for human health. One of the possible strategies to mitigate the damage caused by Cd in the plant is the supply of potassium (K), since this nutrient acts in the modulation of the physiological processes and antioxidant mechanisms of the plants. The aim of this study was to evaluate the importance of K in the mechanisms involved in the tolerance of tanzania guinea grass (Panicum maximum cv. Tanzania) to the oxidative stress induced by Cd. Plants were grown in a greenhouse, in randomized complete block design, using a 3x4 factorial, with three rates of K (0.4, 6.0 and 11.6 mmol L-1) combined with four rates of Cd (0.0, 0.5, 1.0 and 1.5 mmol L-1) provided in nutrient solution, with six replications, three for the evaluation of productive and nutritional parameters and three for physiological and metabolic parameters. Two plant growth periods were evaluated, with the first harvest done at 35 days after seedlings transplanting and the second at 27 days after the first. In the second growth, Cd was not added to the nutrient solution. High K supply increased dry matter yield of tanzania guinea grass receiving Cd rates up to 1.0 mmol L-1, at the second harvest. The accumulation of Cd in the shoots of the grass was high in the conditions of high availability of Cd (1.5 mmol L-1) and K (11.6 mmol L-1). The increase in Cd rates resulted in low concentrations of calcium, magnesium, sulfur and manganese and high concentrations of K, copper, iron and zinc in the shoots of the grass at the second harvest. High K supply provided high rates of CO2 assimilation, transpiration, stomatal conductance, quantum efficiency of photosystem II and rate of electron transport in plants grown in intermediate rates of Cd (0.5 to 1.0 mmol L-1). The concentrations of malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H2O2) and proline in the shoots were high in conditions of high availability of Cd. High rates of K in plants submitted to Cd stress resulted in low concentrations of MDA due to the activities superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) determined in the second harvest. K resulted in high concentrations of spermidine and spermine in plants under the toxic effect of Cd. Therefore, K alleviates the toxic effects induced by Cd in tanzania guinea grass, reducing oxidative stress by increasing the activity of antioxidant enzymes and the concentration of polyamines, which results in high shoot dry mass production and high Cd accumulation, increasing the capacity of Cd phytoextraction by tanzania guinea grass.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:44:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAX VINICIUS DE PAULA ABREU.pdf: 1697992 bytes, checksum: ce7b9a79a60a8a03cf9c71827e0052c9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / The objective of this study was to investigate and evaluate the influence of different nickel concentrations on germination and initial growth of Leucaena leucocephala (Lam.) thee Wit., aiming its use in restoration projects of contaminated areas. Initially defined five treatments for nickel concentrations, A-0 mg.L-1(control), B-40 mg.L-1, C-80 mg.L-1, D-120 mg.L-1e E-200 mg.L-1. Each treatment had ten repetitions, where each experimental unit was considered as a plastic container (350 ML) containing, two filter paper discs and twenty scarified seeds of the species. Each recipient received 10 ML of nickel nitrate solution (Ni(NO3)2) according to its concentration and then were placed in a bench of plant Biology Laboratory at PUC-Goiás, until the collection of data on germination and early growth. The nickel containing different concentrations were obtained by diluting a standard stock solution (100.0 mg L-1) using (Ni(NO3)2). To verify the effect of nickel on the growth of L. leucocephala seedlings was mounted a second experiment using plants with 120 days after germination. For this, was performed the production of 80 seedlings in 40 plastic bags (20x15 cm) containing a mixture of sand and organic substrate (1.1), 2 seedlings being allocated in each plastic bag. The seedlings remain in the nursery of the Plant Biology Laboratory at PUC-Goiás for a period of 180 days and periodically received water and nutrient solution complete of Hoagland Fortnightly. Four treatments were set for nickel concentrations, A-0 mg.L-1 (control), B-100 mg.L-1 C-200 mg.L-1,D-400 mg.L-1, with 10 replicates for each treatment. The data were analyzed using ANOVA and Tukey at 5% significance level. The results showed that the germination and initial growth of L. leucocephala plants was not significantly affected by different concentrations of nickel, revealing that the species under study has considerable tolerance to this Heavy Metal without damage to their physiology and development, making promising its use in the recovery of areas contaminated by this element and creating sustainable alternative for remediation of these areas though Phytoremediation. / O objetivo deste estudo foi investigar e avaliar a influência de diferentes concentrações de níquel sobre a germinação e crescimento inicial de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit., visando sua utilização em projetos de recuperação de áreas contaminadas. Foram definidos cinco tratamentos em relação às concentrações de níquel: A-0 mg.L-1 (controle); B-40 mg.L-1, C-80 mg.L-1, D-120 mg.L-1 e E-200 mg.L-1. Cada tratamento teve dez repetições, onde cada unidade experimental foi considerada como sendo um recipiente plástico (350 mL) contendo dois discos de papel de filtro e vinte sementes escarificadas da espécie. Cada recipiente recebeu 10 mL de solução de nitrato de níquel (Ni(NO3)2) de acordo com a respectiva concentração e foram colocados em bancada do laboratório de Biologia Vegetal da PUC-Goiás até a coleta dos dados referentes à germinação e crescimento inicial. As diferentes concentrações contendo níquel foram obtidas pela diluição de uma solução estoque padronizada (100,0 mg.L-1 utilizando (Ni(NO3)2). Para verificar o efeito do níquel sobre o crescimento das mudas de L. leucocephala foi conduzido um segundo experimento utilizando plantas com 120 dias após a germinação. Para isso, foi realizada a produção de 80 mudas em 40 sacos plásticos (20x15 cm) contendo uma mistura de areia e substrato orgânico (1:1), com duas mudas em cada saco plástico. As mudas permaneceram no viveiro do Laboratório de Biologia Vegetal da PUC-Goiás por um período de 180 dias e receberam água periodicamente e solução nutritiva completa de Hoagland quinzenalmente. Foram definidos quatro tratamentos em relação às concentrações de níquel: A- 0 mg.L-1 (controle); B-100 mg.L-1, C-200 mg.L-1 e E-400 mg.L-1, sendo 10 repetições para cada tratamento. Os dados foram analisados através do teste de ANOVA e de Tukey ao nível de 5% de significância. Os resultados demonstraram que a germinação e crescimento inicial das plantas de L. leucocephala não foram afetadas significativamente pelas diferentes concentrações de níquel, revelando que a espécie em estudo possui considerável resistência a este metal pesado sem que haja danos à sua fisiologia e desenvolvimento, tornando promissor o seu emprego na recuperação de áreas contaminadas por este elemento e criando alternativa sustentável para remediação dessas áreas através da fitorremediação.

O cádmio (Cd) é importante poluente ambiental, que prejudica a produtividade das plantas e traz consequências graves à saúde humana. Uma das possíveis estratégias para mitigar os danos provocados pelo Cd na planta é o suprimento adequado de potássio (K), uma vez que esse nutriente atua na modulação de processos fisiológicos e mecanismos antioxidantes dos vegetais. Objetivou-se avaliar a importância do K nos mecanismos envolvidos na tolerância do capim tanzânia (Panicum maximum cv. Tanzânia) ao estresse oxidativo induzido pelo Cd. As plantas foram cultivadas em casa de vegetação com delineamento de blocos completos ao acaso, em esquema fatorial 3x4, com três doses de K (0,4; 6,0 e 11,6 mmol L-1) combinadas com quatro doses de Cd (0,0; 0,5; 1,0 e 1,5 mmol L-1) fornecidas em solução nutritiva, com seis repetições, sendo três destinadas à avaliação dos parâmetros produtivos e nutricionais e outras três aos parâmetros fisiológicos e metabólicos. Foram avaliados dois períodos de crescimento das plantas, sendo o primeiro corte aos 35 dias após o transplantio das mudas e o segundo aos 27 dias após o primeiro. No segundo crescimento não foi adicionado Cd na solução nutritiva. O aumento do fornecimento de K resultou em incremento na produção de massa seca da parte aérea do capim tanzânia exposto às doses de Cd até 1,0 mmol L-1, no segundo corte. O acúmulo de Cd na parte aérea do capim foi mais elevado em condições de alta disponibilidade de Cd (1,5 mmol L-1) e de K (11,6 mmol L-1). O aumento das doses de Cd resultou em mais baixas concentrações de cálcio, magnésio, enxofre e manganês e mais elevadas concentrações de K, cobre, ferro e zinco na parte aérea do capim, no segundo corte. O maior fornecimento de K proporcionou mais elevadas taxas de assimilação de CO2 e de transpiração, condutância estomática, eficiência quântica do fotossistema II e taxa de transporte de elétrons em plantas expostas a doses intermediárias de Cd (0,5 a 1,0 mmol L-1). As concentrações de malondialdeído (MDA), peróxido de hidrogênio (H2O2) e prolina na parte aérea das plantas foram mais altas em condições de altas disponibilidades de Cd. As mais altas doses de K para plantas submetidas ao estresse por Cd resultaram em mais baixas concentrações de MDA devido ao incremento proporcionado por esse nutriente na atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX), ascorbato peroxidase (APX) e glutationa redutase (GR), avaliadas no segundo corte. O K promoveu aumento das concentrações de espermidina e espermina em plantas sob toxidez por Cd. Portanto, o K ameniza os efeitos tóxicos induzidos pelo Cd no capim tanzânia, reduzindo o estresse oxidativo por meio do aumento da atividade das enzimas antioxidantes e da concentração de poliaminas, o que resulta em maior produção de massa seca da parte aérea e maior acúmulo de Cd, aumentando a capacidade de fitoextração de Cd pelo capim tanzânia. / Cadmium (Cd) is an important environmental pollutant, which damages plant productivity and has serious consequences for human health. One of the possible strategies to mitigate the damage caused by Cd in the plant is the supply of potassium (K), since this nutrient acts in the modulation of the physiological processes and antioxidant mechanisms of the plants. The aim of this study was to evaluate the importance of K in the mechanisms involved in the tolerance of tanzania guinea grass (Panicum maximum cv. Tanzania) to the oxidative stress induced by Cd. Plants were grown in a greenhouse, in randomized complete block design, using a 3x4 factorial, with three rates of K (0.4, 6.0 and 11.6 mmol L-1) combined with four rates of Cd (0.0, 0.5, 1.0 and 1.5 mmol L-1) provided in nutrient solution, with six replications, three for the evaluation of productive and nutritional parameters and three for physiological and metabolic parameters. Two plant growth periods were evaluated, with the first harvest done at 35 days after seedlings transplanting and the second at 27 days after the first. In the second growth, Cd was not added to the nutrient solution. High K supply increased dry matter yield of tanzania guinea grass receiving Cd rates up to 1.0 mmol L-1, at the second harvest. The accumulation of Cd in the shoots of the grass was high in the conditions of high availability of Cd (1.5 mmol L-1) and K (11.6 mmol L-1). The increase in Cd rates resulted in low concentrations of calcium, magnesium, sulfur and manganese and high concentrations of K, copper, iron and zinc in the shoots of the grass at the second harvest. High K supply provided high rates of CO2 assimilation, transpiration, stomatal conductance, quantum efficiency of photosystem II and rate of electron transport in plants grown in intermediate rates of Cd (0.5 to 1.0 mmol L-1). The concentrations of malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H2O2) and proline in the shoots were high in conditions of high availability of Cd. High rates of K in plants submitted to Cd stress resulted in low concentrations of MDA due to the activities superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) determined in the second harvest. K resulted in high concentrations of spermidine and spermine in plants under the toxic effect of Cd. Therefore, K alleviates the toxic effects induced by Cd in tanzania guinea grass, reducing oxidative stress by increasing the activity of antioxidant enzymes and the concentration of polyamines, which results in high shoot dry mass production and high Cd accumulation, increasing the capacity of Cd phytoextraction by tanzania guinea grass.

O avanço industrial e urbano associado ao aumento da produção dos bens de consumo resultou na geração de resíduos que, por muito tempo, foram descartados indiscriminadamente no ambiente, provocando danos quase sempre irreversíveis e de difícil recuperação. Dois experimentos foram conduzidos em solos contaminados por metais pesados, o primeiro devido ao descarte de produtos inorgânicos contendo grande carga de poluentes no solo; no segundo estudo a contaminação deve-se ao uso sucessivo de fungicidas contendo cobre em pomares cítricos do sul da Flórida. O primeiro estudo objetivou avaliar o uso de amenizantes orgânicos como mitigadores da toxicidade de bário, boro, cádmio, chumbo, cobre, níquel e zinco presentes no solo contaminado decorrente da adição de resíduo de sucata automobilística e avaliar o potencial fitoextrator do pinhão-manso (Jatropha curcas L.). Observou-se que o fornecimento da matéria orgânica na forma de turfas não amenizou a contaminação por metais pesados (Ba, Cd, Cu, Ni, Pb,Zn) e B; tal efeito pode ter ocorrido devido ao elevado pH deste solo mantido pelas práticas constantes de calagem. Os elementos apresentaram maior disponibilidade no solo ao longo das avaliações, exceto o boro que não apresentou significância. As plantas apresentaram sintomas de fitotoxicidade causados pelo elevado teor de boro e metais pesados no solo. A maior parte dos elementos metálicos se acumulou nos colmos e o boro nas folhas do pinhão manso, ou seja, a planta foi eficiente em translocar tais elementos para a parte aérea, situação desejável em uma fitoextratora. Ao final do experimento, os teores de Ba, Cd, Cu, Ni, Pb e Zn estavam mais disponíveis às plantas. O que indica que a matéria orgânica presente nas turfas mineralizou e tornou mais disponível estes metais pesados às plantas ao longo das avaliações. Pelos índices de transferência, de translocação e de remoção o pinhão manso foi viável somente para fitoextração de boro da área contaminada; estes índices também apontaram que o pinhão manso apresentou potencial para acumular B, Ba e Cd. O segundo experimento foi desenvolvido em casa de vegetacão com um argissolo coletado em uma área que tem recebido sucessivas aplicações de fungicidas a base de cobre, o que tem promovido o acúmulo significativo deste elemento nos solos sob produção de citros. O objetivo foi avaliar o potencial de fitoextração de cobre pelas plantas chinesas Splendens elsholtzia e Argyi elsholtzia para remover o excesso de cobre em solos contaminados devido a aplicação sucessiva de fungicidas cúpricos em pomares cítricos do sul da Flórida. A produção de massa seca de folhas, colmos e raízes e a concentração de cobre nos tecidos da Splendens elsholtzia foram superiores ao da espécie Argyi elsholtzia, o que indica que a Splendens elsholtzia é mais tolerante aos elevados níveis de cobre no solo. Assim, esta espécie pode ser indicada para programas de fitoextração em solos contaminados com cobre; entretanto, o índice de translocação do cobre indicou que as duas espécies não foram eficientes em translocar o cobre da raíz para parte aérea. / The industrial and urban progress associated with increased production of consumer goods has resulted in the generation of waste, which, for a long time, was indiscriminately discarded in the environment, causing damage usually irreversible to recover. Two experiments were conducted in soils contaminated with heavy metals: the first aimed at the disposal of products containing high loads of inorganic pollutants in the soil and the second focused on contamination due to the successive uses of fungicides containing copper in citrus groves of South Florida. The first study aimed to evaluate the use of organic soothers as mitigators of toxicity caused by barium, boron, cadmium, lead, copper, nickel and zinc in soil contaminated with waste resulting from the disposal of automobile scrap and to evaluate the phytoextraction potential of Jatropha (Jatropha curcas L.). It was observed that the supply of organic matter in the form of peat did not alleviate the contamination with heavy metals (Ba, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) and B, which may be attributed to the high pH of the soil due to constant practices of liming. The items showed higher availability in the soil during the evaluations, except for boron which showed no significance. The plants showed symptoms of phytotoxicity caused by high levels of boron and heavy metals in the soil. Most metallic elements are accumulated in the stems and boron in the leaves of Jatropha curcas, thus, the plant was efficient in the translocation of these elements to the shoot, a situation is desirable in phytoextraction. At the end of the experiment, the concentrations of Ba, Cd, Cu, Ni, Pb and Zn were more available to plants. This indicates that the organic matter present in the peat mineralized and made these heavy metals more available to plants. Considering the transfer rates of translocation and removal, the Jatropha was feasible only for phytoextraction of boron in the contaminated area, which shows that Jatropha has the potential to accumulate B, Ba and Cd. The second experiment was conducted in a greenhouse in an alfisol collected in an area that received repeated applications of copper-based fungicides, which promoted significant accumulation of this element in soils under citrus production. The objective was to evaluate the potential for phytoextraction of copper by the Chinese plants Splendens elsholtzia and Argyi elsholtzia to remove excess of copper in contaminated soils due to repeated application of copper-based fungicides in citrus groves of South Florida. The dry weight of leaves, stems and roots and the concentration of copper in the tissues of Splendens elsholtzia were higher than in Argyi elsholtzia, which indicates that the Splendens elsholtzia is more tolerant to high copper levels in the soil. Thus, this species may be indicated for phytoextraction of soils contaminated with copper; however, the rate of copper translocation indicated that the two species were not efficient to translocate copper from root to shoot.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) can increase the tolerance of plants to heavy metals, as well as their ability to enhance the acquisition of phosphorus (P). The aim of this study was to evaluate how the inoculation with AMF and P application can remedy the effects of high levels of copper (Cu) in the soil on Crotalaria juncea. The effects of AMF and P on the growth of plants, the enzymatic activity of acid phosphatase (APases) in plant and soil as well as the presence of glomalina. The experiment was conducted in a greenhouse in a 3 x 2 factorial arrangement (natural content of P, 40 and 100 mg kg-1 of P, with and without inoculation Rhizophagus clarus) with three replications in a soil with high levels of Cu (60 mg kg -1). Besides the treatments of P and AMF in soil with high levels of Cu, were evaluated two additional treatments in soil with natural levels of Cu (0.55 mg kg-1) containing 40 mg kg-1 of P, with and without AMF inoculation. The results showed that the combination of P and AMF (Rhizophagus clarus) may be an interesting strategy for the reduction of Cu phytotoxicity in Crotalaria juncea, as provided increments in dry matter production of plants and a decrease in the activity of acidic enzyme APases in soil and plants. Furthermore, it was showed that Glomalin produced by AMF can decrease Cu availability to the plants with phytoprotector consequent effect. / Os Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMA) podem aumentar a tolerância das plantas a metais pesados, bem com sua capacidade de melhorar a aquisição de fósforo (P). O estudo objetivou avaliar como a inoculação com FMA e a aplicação de P podem remediar os efeitos de altos teores de Cu no solo sobre Crotalaria juncea. Foram avaliados os efeitos de FMA e P sobre o crescimento de plantas, a atividade enzimática de fosfatase ácida (APases) na planta e no solo, bem como a presença de glomalina. O experimento foi montado em casa de vegetação em esquema fatorial 3 x 2 (teor natural de P, 40 e 100 mg kg-1 de P, com e sem inoculação de Rhizophagus clarus com três repetições em um solo com altos teores de Cu (60 mg kg-1). Além destes tratamentos de P e FMA em solo com altos teores de Cu foram avaliados dois tratamentos adicionais em solo com teores naturais de Cu (0.55 mg kg-1) contendo 40 mg kg-1 P, com e sem inoculação de FMA. Os resultados demonstram que a combinação entre fósforo e o FMA (Rhizophagus clarus) pode ser uma estratégia interessante para a redução da fitotoxidez de Cu em Crotalaria juncea, pois proporcionaram incrementos na produção de matéria seca das plantas e uma diminuição na atividade das enzimas APases ácida no solo e nas plantas. Além disso, foi demonstrado que o aumento nos teores de glomalina produzida pelos FMA pode diminuir a disponibilidade do Cu para as plantas com consequente efeito fitoprotetor.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5372.pdf: 2894679 bytes, checksum: 17d9851c1519bb9a5898a26910c5c936 (MD5) Previous issue date: 2013-08-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / Environmental pollution has been a complex problem which generates a lot of ecological consequences. Among all chemicals produced by anthropic activity human, there isa wide range of organic compounds affecting on the environment and human health, which were grouped under the acronym POPs, Persistent Organic Pollutants. These compounds have been targeted at all conventions on the global environment. Bioremediation, phytoremediation and thermal treatment are techniques that have been tested in recent years and in many cases showed good results for decontamination matrices such as soil and water. Nanotechnology emerged in the recent years as an important tool for environmental purification and has been highly used by presenting itself as technological option for "green oxidation". Plants can also be considered as component of aggregation and transformation of organic compounds in their tissues and can also be applied in phytoremediation purposes both in vivo and in vitro models. This study developed a remediation method fully in vitro, in contrast to traditional methods in vivo. Two novel protocols were established by the development of in vitro culture: one for bamboo species Bambusa vulgaris var. vitatta and other for sunflower Helianthus annuus. L. The study of bioremediation effects of these species in vitros howed promising results for seventeen from twenty-four compounds evaluated using sunflower reaching until 87% for remediation. Moreover, it was possible to verify the nanostructured TiO2 toxicity to the studied species at different stages of development. The use of nanostructured TiO2 in the remediation of aqueous samples contaminated with POPs showed promising results in degradation of around 50% for most pollutants. This work suggests an interesting comparison of the potential of these techniques in environmental applications with respect to efficiency, practicality and toxicity especially focus in go remediation processes certainly due to its dynamic results can provide environmentally attractive and can even be used together. / A poluição ambiental é um problema capcioso com consequências ecológicas generalizadas. Entre todas as substâncias químicas produzidas, existe uma série de compostos orgânicos, de uso variado, que pelo conjunto de seus efeitos ao meio ambiente e à saúde humana, foram agrupados sob a sigla POPs, POLUENTES ORGÂNICOS PERSISTENTES, as quais têm sido alvo de discussões com diferentes ênfases em convenções mundiais sobre o meio ambiente. Técnicas como biorremediação, fitorremedição, tratamento térmico entre outras, vem sendo testadas nos últimos anos e em alguns casos demonstraram bons resultados de descontaminação das matrizes como solo e água, frente a diversos agentes poluidores. A nanotecnologia surge como uma importante ferramenta para remediação de matrizes ambientais e vem se destacando por se apresentar como uma tecnologia de oxidação verde . Plantas por sua vez também são elementos de agregação e transformação de compostos orgânicos em seus tecidos e podem também ser aplicadas em processos fitorremediativos in vivo ou como uma opção de estudo utilizando modelos in vitro. Este trabalho desenvolveu um método de remediação totalmente in vitro, em contraste aos tradicionais métodos in vivo. Para tanto, foi possível estabelecer dois protocolos inéditos para o desenvolvimento de cultura in vitro: um para espécie de bambu Bambusa vulgaris var. vitatta e outro para o girassol Helianthus annuus. L. O estudo dos efeitos biorremediativos dessasespécies mantidas in vitro apresentou resultados promissores para dezessete dos vinte e quatro compostos avaliados com o uso do girassol alcançando até 87 % de remediação. Além disso, foi possível constatar a toxicidade do TiO2 nanoestruturado para as espécies testadas, em diferentes estágios do desenvolvimento do vegetal. A utilização do TiO2 nanoestruturado na remediação de amostras aquosas contaminadas com POPs apresentou resultados promissores com degradação ao redor de 50 % para a maioria dos poluentes. Este estudo possibilitou uma comparação interessante sobre o potencial dessas técnicas em aplicações ambientais com relação à eficiência, praticidade e toxicidade especialmente focando-se nos processos de remediação que certamente devido a sua dinâmica tendem a propiciar resultados ecologicamente atraentes e que podem inclusive serem usados em conjunto.

Resumo: O presente trabalho teve como objetivo avaliar espécies de eucalipto como plantas com potencial para fitorremediação. De um levantamento de áreas contaminadas por chumbo, destacou-se o caso ocorrido ao redor do Centro de Reciclagem de Baterias, atualmente desativado, cujas reportagens relatavam o elevado teor de chumbo encontrado no sangue da população e de animais domésticos. Esta área foi inicialmente dividida em 5 subáreas georeferenciadas, e em cada subárea, com exceção da primeira que compreende a indústria propriamente dita, recolheu-se amostras de solo e plantas. Nas amostras de solo foram determinados os teores de chumbo, pelo extrator ácido nítrico + peróxido de hidrogênio, e chumbo extraível pelo extrator Mehlich 1 e extrator Mehlich 3. Nas amostras de planta realizou-se a determinação da concentração de chumbo, pelo extrator nitríco-perclórico. Em uma segunda etapa, a arbórea Eucalyptus saligna, identificada visualmente na área contaminada, escolhida pela sua concentração de chumbo na folha (300 mg kg-1), juntamente com outras duas, Eucalyptus grandis e Corymbia citriodora cultivadas em condições controladas (casa de vegetação), utilizando como substrato dois solos obtidos na área contaminada, sendo um obtido em uma subárea que apresentou menor concentração de chumbo (489 mg kg-1) e outro na que apresentou maior concentração (2.416 mg kg-1). Durante o experimento as plantas foram analisadas quanto ao crescimento em altura e diâmetro do caule. Foram realizadas na massa seca vegetal as concentrações de macro e micronutrientes, além da concentração de chumbo. A espécie C. citriodora não apresentou desenvolvimento satisfatório, em relação às outras duas. A concentração de chumbo foi maior nas raízes das plantas avaliadas. Destacaram-se como potencialmente plantas fitorremediadoras de um solo contaminado por chumbo o E. grandis e E. saligna. / Abstract: The present work aimed to assess species of eucalyptus as potential plants for phytoremediation. From a survey developed in areas contaminated by lead, the case herein took place around the Batteries Recycling Center, it was singled and chosen to study, and the lead concentration found out in the blood of population and of domestic animals gave rise to outstanding reports both in the spoken and written means of communication. This area was, in its very beginning, divided into five georeferrenced districts, and in each one, the due exception given to first one that involves the factory facilities of the very same Center, samples of the soil and plants samples were collected. For the soil samples were figured the contents of the lead via the nitric acid + hydrogen peroxide extractor, and extractable lead by the extractor Mehlich 1 and extractor Mehlich 3. In the plant samples, it was carried out the determination of the lead concentration, by the nitric percloric extractor. At a second stage, the arboreal Eucalyptus saligna, identified visually in the contaminated area, selected by its lead concentration in the leaf (300 mg kg-1), together with other species, the Eucalyptus grandis and Corymbia citriodora grown under controlled situations (greenhouse), using as substrates two soils drawn out from the contaminated area, being one obtained in a district that presented lead lesser concentrations of lead (489 mg kg-1) and another in which a major concentration was found out (2.416 mg kg-1). During the experiment the plants were duly analyzed as to their growth both in height and diameter of stalks. It was also carried out on the dry vegetal matter, the concentration of macro and micronutrientes, besides the lead concentration. The species C. citriodora didn't show enough development regarding the other two species. The lead concentration was higher in the roots of the assessed plants ...(Complete abstract, click electronic access below) / Orientador: Wanderley Jose de melo / Coorientador: Gabriel Maurício Peruca de Melo / Banca: Mara Cristina Pessôa da Cruz / Banca: Otávio Antonio de Camargo / Mestre

CNPq / A poluição ambiental causada pelas indústrias tem elevado a concentração de poluentes no ambiente, principalmente nas águas. Entre os mais diversos contaminantes, temos os metais, podendo ou não ser pesados/tóxicos, gerando efluente de difícil tratamento quando em baixas concentrações. A busca por medidas alternativas de tratamentos de efluentes de águas residuais, tem levado a estudos utilizando de técnica de fitorremediação através das mais diversas matrizes (plantas, fungos, bactérias) como formas de tratamento de polimento para remover contaminantes por meio de biossorção/bioacumulação. No intuito de se utilizar a técnica de fitorremediação para remoção de metais do ambiente, realizou-se o bioensaio com a macrófita Pistia stratiotes. Realizaram-se os bioensaios com indivíduos saudáveis de P. stratiotes aclimatadas em casa de vegetação, em condições de temperatura e luminosidade ambiente, durante 28 dias de cultivo. Os cultivos foram realizados em recipientes de vidro contendo 1 L da solução hidropônica com cromo (VI) na forma de dicromato de potássio, com concentração na faixa de 0,10 a 4,90 mg L-1. Os experimentos foram realizados por Delineamento Central Composto Rotacional (DCCR), onde a cinética da bioacumulação e a fluorescência da clorofila a foram monitoradas em indivíduos de P. stratiotes durante o cultivo. As coletas das amostras e da solução de cultivo foram realizadas conforme o DCCR. Os teores de cromo foram dosados em amostras de P. stratiotes e nas soluções remanescentes pela metodologia de espectrometria de absorção atômica por chama. A tolerância de P. stratiotes em relação à exposição ao cromo (VI) foi analisada por parâmetros da atividade fisiológica, por meio da fluorescência da clorofila a, utilizando-se o fluorômetro portátil PAM (Pulse Amplitude Modulation). O desenvolvimento de P. stratiotes e sua biomassa foram relacionados ao fator tempo, enquanto que as capacidades de bioacumulação foram fortemente influenciadas pelos fatores tempo e concentração de cromo (VI). Os parâmetros da fluorescência da clorofila a foram afetados pelo tempo de exposição nos bioensaios. Obteve-se maior remoção do metal pela raiz em relação a folha, alcançando alta taxa de remoção do metal em solução. Os dados experimentais da cinética de remoção foram representados pelos modelos cinéticos de Langmuir Irreversível, Langmuir Reversível, Pseudo-primeira Ordem e Pseudo-segunda Ordem, sendo que o melhor ajuste para a solução de cultivo foi o modelo de Langmuir Reversível com R² 0,993 e para a planta o melhor modelo sendo o Pseudo-segunda Ordem com R² 0,760. / The environmental pollution caused by industries has increased the concentration of pollutants in the environment, especially in water. Among the most diverse contaminants, there is the metals, who may or may not to be heavy/toxic, causing effluent of difficult treatment when in low concentrations. The search for alternative measures of wastewater effluent treatment has led to studies using phytoremediation technique through the various matrices (plant, fungi, bacteria) as means of polishing treatment to remove contaminants by means of biosorption/bioaccumulation. In order to use the phytoremediation technique for removing metals of the environmental, it have been performed bioassay with the macrophyte Pistia stratiotes. The bioassays were realized with healthy plants of P. stratiotes acclimatized in a greenhouse, at room temperature and lighting conditions during 28 days of cultivate. The cultivations were performed in glass vessels containing 1 L of the hydroponic solution with chromium (VI) in the potassium dichromate form with concentration range 0.10 to 4.90 mg L-1. The experiments were performed by Outlining Central Composite Rotational (OCCR), where the kinetics of bioaccumulation and chlorophyll a fluorescence were monitored in plants of P. stratiotes during cultivation. The collections of the samples and cultive solution were performed according to the OCCR. The chromium levels were measured in samples of P. stratiotes and the remaining solutions by the methodology of atomic absorption spectrometry by flame. The tolerance of P. stratiotes in relation to exposure to chromium (VI) was analyzed by parameters of physiological activity by means of chlorophyll a fluorescence, using the portable fluorometer PAM (Pulse Amplitude Modulation). The development of P. stratiots and their biomass were related to the time factor, while bioaccumulation capacities were strongly influenced by factors of time and chromium concentration (VI). The chlorophyll fluorescence parameters were affected by chromium and the exposure time at the bioassays. It was obtained an higher metal removal from the root in relation to the sheet, reaching a high rate of metal removal in solution. The experimental data removal kinetics were represented by kinetic models Irreversibly Langmuir, Reversible Langmuir, Pseudo-first Order and Pseudo-second Order, and the best fit for the culture solution was the Reversible Langmuir model with R² 0.993 and for the plant the best model was Pseudo-second order with R² 0.760.