Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 575036 bytes, checksum: 18cb2ad7521cef555ed6c892d0aee9e3 (MD5) Previous issue date: 2013-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plants of Landoltia punctata (G.Mey.) Les & DJ (Lemnaceae) were exposed to increasing concentrations of arsenic (As) for 24 hours to evaluate the occurrence of biochemical, physiological and ultrastructural changes. The plants showed As concentrations greater than 1.0 mg g-1 DM and, therefore, can be considered hyperaccumulators of this element. The highest concentration of MDA occurred in the treatment with 3.0 mg L-1 of As. There was reduction in the anion concentration at the highest concentration of As, which may be caused by the increased activity of superoxide dismutase (SOD). The highest activity of SOD may have increased the levels of hydrogen peroxide (H2O2) in plants exposed to the highest As concentration. There was reduction in the activity of catalase, peroxidase, ascorbate peroxidase and glutathione in plants exposed to the highest As concentrations. The activity of glutathione reductase increased with the increase in As concentration. Concentration of anthocyanin was higher in plants exposed to As. Exposure of plants to As resulted in increased levels of total soluble thiols and protein thiols, which was not observed for non-protein thiols. Analysis by scanning electron microscopy showed structural root damage, especially in the root cap region. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray Spectrometry (EDS) of outer layers of the root apex exposed to As showed increase in the relative content of As, decrease in sulfur and maintenance of phosphorus content. The results showed that exposure of L. punctata to As led to rapid absorption and accumulation of this metalloid by plants, with several direct or indirect damages caused by the increased concentration of reactive oxygen intermediates, which could not be reversed by the action of antioxidant enzymes. / Plantas de Landoltia punctata (G.Mey.) Les & D.J. (Lemnaceae) foram expostas por 24 horas às concentrações crescentes de arsênio (As), com o objetivo de avaliar as alterações bioquímicas, fisiológicas e ultraestruturais. As plantas apresentaram concentrações de As maiores do que 1,0 mg g-1 MS, podendo ser consideradas hiperacumuladoras. O maior aumento na concentração de MDA ocorreu no tratamento com 3,0 mg L-1 de As. Houve redução na concentração de ânion na maior concentração de As, podendo ser o resultado da maior atividade da dismutase do superóxido (SOD). A maior atividade da SOD pode ter contribuído para o aumento nos teores de peróxido de hidrogênio (H2O2) nas plantas expostas à maior concentração de As. Houve redução na atividade das enzimas catalase, peroxidase e peroxidase do ascorbato e da glutationa nas plantas expostas às concentrações mais altas de As. Observou-se aumento na atividade da glutationa redutase com o aumento na concentração de As. A concentração de antocianina foi maior em plantas expostas ao As. A exposição das plantas ao As resultou em aumento nos teores de tiois solúveis totais e proteicos, o que não foi observado em relação aos teores de tiois não-proteicos. A análise por microscopia eletrônica de varredura evidenciou danos estruturais radiculares, principalmente na região da coifa. Na análise das camadas mais externas do ápice radicular exposto ao As por microscopia eletrônica de varredura com energia dispersiva de raio-X (EDS) foi observado aumento no teor relativo de As, diminuição no de enxofre e manutenção no teor de fósforo. Conclui-se que a exposição de L. punctata ao As resultou em rápida absorção e acúmulo desse metaloide pelas plantas, com diversos danos diretos ou indiretos, ocasionados pelo aumento da concentração de intermediários reativos de oxigênio, os quais não puderam ser revertidos pela ação das enzimas antioxidantes.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 547989 bytes, checksum: cfc62c6982aac5d8709b56ed06b56ef4 (MD5) Previous issue date: 2014-01-24 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Pistia stratiotes plants were subjected to different concentrations of arsenite (AsIII) in order to assess the intensity of oxidative stress generated by this metalloid and antioxidant responses involved in tolerance in this species. After acclimatization (5 days) in Clark nutrient solution 1⁄4 ionic strength and pH 6.5, the plants were exposed to four treatments: control (nutrient solution), 5, 10 and 20 μM of AsIII, where remained for 24 hours to biochemical analyzes, and 4 days for arsenic (As) absorption analysis , visual symptoms and relative growth rate (RGR). Plants of P. stratiotes accumulated high concentrations of As, however, most of this element was retained in roots giving a low translocation factor. The presence of As promoted toxicity symptoms and changes in physiological and biochemical parameters, as evidenced by severe chlorosis, root loss, TCR reduction, reactive oxygen species (ROS) increase, membrane damages, changes in antioxidant enzymes activity and glutathione content. The results showed that plants of P. stratiotes exposed to lowest concentration of AsIII (5 μM) are tolerant to the metalloid, due to efficient performance of enzymatic and non-enzymatic antioxidants. However, exposure to higher AsIII concentration resulted in impairment of defense mechanisms, particularly in roots, due to the high accumulation of As in this organ. In this sense, the mechanism of AsIII toxicity involves increased ROS generation and, in parallel, inhibition of antioxidant mechanisms, resulting in high incidence of oxidative stress. Thus, it can be concluded that P. stratiotes is able to absorb and accumulate high concentrations of AsIII, however, under higher concentrations of this pollutant, plant metabolism is greatly affected, impacting their ability to tolerate stress viii and limiting their use in phytoremediation of environments where As III found in high concentrations. / Plantas de Pistia stratiotes foram submetidas a diferentes concentrações de arsenito (AsIII) com a finalidade de avaliar a intensidade do estresse oxidativo gerado por este metaloide e as respostas antioxidantes envolvidas na tolerância desta espécie ao estresse. Após a aclimatação (5 dias) em solução nutritiva de Clark 1⁄4 de força iônica e pH 6,5, as plantas foram expostas a quatro tratamentos: controle (apenas solução nutritiva), 5, 10 e 20 μM de AsIII, onde permaneceram por 24 horas para as análises bioquímicas e durante 4 dias para as análises de absorção de arsênio (As), sintomatologia visual e taxa de crescimento relativo (TCR). Plantas de P. stratiotes apresentaram altos teores de As, no entanto, a maior parte deste elemento ficou retida nas raízes, conferindo um baixo fator de translocação. A presença do As promoveu sintomas de toxidez e alterações nos parâmetros fisiológicos e bioquímicos, evidenciados por intensa clorose, perda radicular, redução da TCR, aumento das espécies reativas de oxigênio (ROS), danos de membrana, alterações na atividade de enzimas antioxidantes e no teor de glutationa total. Os resultados obtidos evidenciam que plantas de P. stratiotes expostas à concentração mais baixa de AsIII (5 μM) são tolerantes ao metaloide, devido a atuação eficiente dos antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos. No entanto, a exposição à concentração mais elevada de As III, resultou em comprometimento dos mecanismos de defesa, principalmente nas raízes, em decorrência do elevado acúmulo de As neste órgão. Nesse sentido, o mecanismo de toxidez do AsIII envolve a maior formação de ROS e, paralelamente, a inibição dos mecanismos antioxidantes, resultando na alta incidência de estresse oxidativo. Assim, vi pode-se concluir que P. stratiotes é capaz de absorver e acumular altas concentrações de AsIII, no entanto, sob concentrações mais elevadas deste poluente, o metabolismo da planta é consideravelmente afetado, interferindo na sua capacidade de tolerar o estresse e limitando o seu uso na fitorremediação de ambientes em que o AsIII encontra-se em altas concentrações.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 279034 bytes, checksum: 141cff7d975ad2a0d439e0f2d5e92fd3 (MD5) Previous issue date: 2006-09-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The influence of different concentrations of As over some aspects of growth and antioxidant system were studied in three water species: Azolla caroliniana, Lemna gibba and Salvinia minima, in nutrient solution. After the three species being exposed to five concentrations of As (0.0, 0.25, 0.5, 1.0 and 1.5 mg.L-1) in nutrient solution, the As content into the plants, relative growth rate (TCR), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX), ascorbate peroxidase (APX) and glutatione reductase (GR) enzymatic activity, total thiol, non protein thiol and protein thiol content and anthocyanin content were determined. L. gibba showed the highest tolerance to As, requiring 967,6 μg g-1MD to reduce growth in 50%. A. caroliniana required 429,2 μg g-1MD to show this level of growth reduction and S. minima required 255,08 μg g-1MD for the same response. Antioxidant mechanisms to the increase in As concentration in the medium characterized each species. A. caroliniana went through increases in CAT and GR activities, keeping unaltered SOD and POX activities, and showing reduction in APX activity, although it presented the highest activity of this enzyme. S. minima exhibited increase in SOD, CAT, APX and GR activities, keeping POX activity unaltered, with the increase of As concentration in the growth medium. L. gibba higher tolerance to As effects seem to be related to the enzymatic antioxidant mechanisms and also to the non-enzymatic ones. This species, besides presenting higher SOD, CAT, POX and GR activities, also showed higher thiol and anthocyanin content than the other two species studied. Although A. caroliniana and S. minima also presented increase in the activity of several enzymes, L. gibba s higher tolerance seems to be due not only to the increase in these antioxidant processes, but also to superior basal activity of these enzymes, and to higher thiol and anthocyanin basal content. Besides the increase in enzymatic activities, L. gibba exhibited total-thiol and non-protein thiol content increase, diminishing protein thiol content. A. caroliniana and S. minima practically did not suffer alterations in thiol content. As L. gibba, A. caroliniana and S. minima revealed an increment in anthocyanin content after exposure to increasing concentrations of As in the solution. In this context, L. gibba showed the highest potential to be employed in phytoremediation. / A influência do As sobre alguns aspectos do crescimento e do sistema antioxidante foi estudada em três espécies aquáticas: Azolla caroliniana, Lemna gibba e Salvinia minima, expostas cinco concentrações de As (0,0, 0,25, 0,5, 1,0 e 1,5 mg L-1) em solução nutritiva. Foram determinados o teor de As nas plantas, a taxa de crescimento relativo (TCR), as atividades enzimáticas da dismutase do superóxido (SOD), da catalase (CAT), de peroxidases (POX), da peroxidase do ascorbato (APX) e da redutase da glutationa (GR), o teor de tióis totais, de tióis não protéicos e de tióis protéicos e, ainda, o teor de antocianinas. Lemna gibba foi a macrófita que apresentou maior tolerância ao As, requerendo 967,6 μg g-1MS para reduzir em 50 % a TCR. Azolla caroliniana demandou 429,2 μg g-1MS para a ocorrência dessa redução e, por último, demonstrando ser a mais sensível, S. minima requereu 255,08 μg g-1MS. Em relação aos mecanismos antioxidantes, as três espécies responderam de forma diferente ao aumento da concentração de As no meio. Azolla caroliniana sofreu aumentos nas atividades da CAT e da GR, manteve inalteradas as atividades da SOD e da POX, sofrendo diminuição na atividade da APX, embora tenha sido a espécie que apresentou maior atividade desta enzima. Salvinia minima exibiu aumentos nas atividades de SOD, CAT, APX e GR, mantendo inalterada a atividade de POX, com o aumento da concentração de As no meio de cultivo. A maior tolerância de L. gibba aos efeitos do As parece estar relacionada tanto aos mecanismos antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos. Esta espécie, além de apresentar maiores atividades de SOD, CAT, POX e GR, também apresentou maiores teores de tióis e antocianinas que as outras duas espécies analisadas. Embora A. caroliniana e S. minima também tenham apresentado incrementos nas atividades de várias enzimas, a maior tolerância de L. gibba parece ser devida não somente ao aumento nestes processos antioxidantes, mas à superior atividade basal dessas enzimas e ao maior conteúdo basal de tióis e antocianinas. Além do aumento nas atividades enzimáticas, L. gibba exibiu aumentos nos teores de tióis totais e tióis não protéicos, diminuindo os teores de tióis protéicos. A. caroliniana e S. minima praticamente não sofreram alterações no conteúdo de tióis. Assim como L. gibba, A. caroliniana e S. minima revelaram acréscimos nos teores de antocianinas após exposição às concentrações crescentes de As na solução. Neste contexto, dentre as três macrófitas estudadas, L. gibba foi a que apresentou maior potencial para ser empregada em programas de fitorremediação.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1003598 bytes, checksum: 93179899aa202add23f6db8cad322351 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Picloram is used for weed control in pastures, it has long toxic residual properties in the soil and can be toxic for successive plantings of susceptible species. The phytoremediation associated with microbial activity in rhizosphere of the plants, is an alternative to reduce the herbicides residue in the soil. This study is aimed to evaluate the microbial activity associated with the rhizosphere of the plants phytoremediator, the inoculation with fungi in phytoremediation potential of species, the growth biomass accumulation of Piriformospora indica and viability of spores of Glomus clarum under the effect of picloram. In the first experiment the microbial activity in the rhizosphere and non-rhizosphere soils contaminated with picloram were evaluated. The treatments were arranged in a factorial scheme 5 x 2, the first factor, rhizosphere soils cultivated with Urochloa Brizantha, Panicum maximum, Zea mays and rhizosphere soil uncultivated and autoclaved and non-autoclaved, and the second factor consisted of the absence and presence of picloram (0 and 240 g ha-1) in a completely randomized design with three replications. The species were grown for 60 days, after this period, the rhizosphere soil was collected and the herbicide applied. The C-CO2 that evolved from the soil at 4, 8, 12, 16, 20 and 24 days of incubation was assessed. At 24 days the microbial carbon biomass (CBM) was assessed and the metabolic quotient (qCO2) was calculated. The second experiment evaluated the growth and biomass accumulation of the endophytic fungus P. indicates and the viability of spores of G. clarum in the presence of five levels of picloram: 0, 30, 120, 240 and 480 g ha-1. The radial growth of the colony in a Petri dish was assessed every six days for 24 days and the dry matter mycelium was determined. The viability of the spores of G. clarum was evaluated 15 days after inoculation with a solution containing the herbicide dose. In the third experiment, we evaluated the species U. Brizantha, P. maximum and Z. mays and the absence and presence of picloram (0 and 240 g ha-1) applied at pre-emergence, with associated or not to the inoculation of the fungus G. etunicatum or P.indica. The shoot dry matter, root dry matter and root volume of the species were evaluated after 60 days of cultivation. After the removal of soil ensiformis a bioassay with Phaseolus vulgaris was established after 35 days of cultivation to determine the intoxication. In the first experiment, the picloram changed the evolved CO2 and didn t affect the CBM and qCO2 for rhizosphere soils of the species. The rhizosphere soil cultivated with Z. mays showed higher microbial activity in the presence of picloram, and the microbial activity in the rhizosphere of P. maximum and U. Brizantha soils were lower in presence of the herbicide than in the non-contaminated soils with herbicide, suggesting a lower contribution of these species in the rhizospheric degradation of picloram. In the second experiment, levels of picloram tested did not affect mycelial growth up to 24 days after inoculation. However, levels above 240 g ha-1 negatively influenced the biomass accumulation of P. indicate, increasing the levels of the herbicide reduced the viability of spores. The inoculation with the fungi P. indica and G. etunicatum helped in phytoremediation of picloram by the species Z. mays and P. maximum and when inoculation was made by a herbicide application it did not reduce the root volume and root dry matter production of P. maximum. / O picloram é utilizado para o controle de plantas daninhas em pastagens, apresentando longo período residual no solo, podendo intoxicar plantios sucessivos de espécies sensíveis. A fitorremediação associada à atividade microbiana na rizosfera das plantas é uma alternativa para redução de resíduos deste herbicida no solo. Objetivou-se avaliar a atividade microbiana associada à rizosfera das plantas fitorremediadoras, a inoculação com fungos no potencial fitorremediador das espécies, o crescimento e acúmulo de biomassa de Piriformospora indica e a viabilidade de esporos de Glomus clarum sob efeito do picloram. No primeiro experimento foi avaliada a atividade microbiana de solos não rizosféricos e rizosféricos contaminados com picloram. Os tratamentos foram organizados em esquema fatorial 5 x 2, sendo o primeiro fator, solos rizosféricos cultivados com Urochloa brizantha, Panicum maximum, Zea mays e solos sem cultivo não rizosféricos autoclavado e não autoclavado, e o segundo fator constou-se da ausência e presença do picloram (0 e 240 g ha-1) em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. As espécies foram cultivadas por 60 dias, após esse período, o solo rizosférico foi coletado e aplicado o herbicida. Foi estimado o C-CO2 evoluído do solo aos 4, 8, 12, 16, 20 e 24 dias de incubação. Aos 24 dias foi determinado o carbono da biomassa microbiana (CBM) e calculado o quociente metabólico (qCO2). No segundo experimento, foram avaliados o crescimento e acúmulo de biomassa do fungo endófito P. indica e a viabilidade de esporos de G. clarum na presença de cinco doses de picloram, 0, 30, 120, 240 e 480 g ha-1. O crescimento radial da colônia em placa de Petri foi avaliado a cada seis dias, durante 24 dias, quando foi determinada a matéria seca micelial. A viabilidade dos esporos de G. clarum foi avaliada aos 15 dias após a inoculação em solução contendo as doses do herbicida. No terceiro experimento, foram avaliadas espécies U. brizantha, P. maximum e Z. mays e ausência e presença de picloram (0 e 240 g ha-1), aplicado em pré-emergência e associadas ou não à inoculação dos fungos G. etunicatum ou P.indica. Foram avaliados a matéria seca da parte aérea e volume e matéria seca radicular das espécies, após 60 dias de cultivo. Após a retirada da espécie fitorremediadora do solo, foi feito o bioensaio com Phaseolus vulgaris, foi determinada após 35 dias de cultivo, a intoxicação. No primeiro experimento, o picloram alterou o CO2 evoluído e não se observou efeito sobre o CBM e qCO2 para os solos rizosféricos das espécies. O solo rizosférico cultivado com Z. mays apresentou maior atividade microbiana na presença do picloram e a atividade microbiana na rizosfera de P. maximum e U. brizantha foi menor na presença do herbicida que em solos não contaminados com herbicida, sugerindo uma menor contribuição rizosférica dessas espécie na degradação do picloram. No segundo experimento, as doses de picloram testadas não influenciaram o crescimento micelial até 24 dias após a inoculação. Entretanto, doses acima de 240 g ha-1 influenciaram negativamente o acúmulo de biomassa de P. indica. O aumento das doses do herbicida reduziu a viabilidade dos esporos. A inoculação com os fungos P. indica e G. etunicatum contribui na fitorremediação do picloram pelas espécies Z. mays e P. maximum e que quando feita inoculação a aplicação do herbicida não reduz o volume radicular e a produção de matéria seca radicular de P. maximum.

No Brasil, a logística de recolhimento de óleo lubrificante usado é regulamentada pela Agência Nacional de Petróleo (ANP). Contudo, há riscos de contaminação ambiental durante o transporte, armazenamento, reciclagem e disposição final desse resíduo. O presente estudo teve como objetivo verificar se a capacidade de fitoextração e acumulação de metais presentes em solos contaminados com óleo lubrificante usado pode ser avaliada em fase ainda inicial do desenvolvimento de plântulas, como método de screening para futuros estudos de fitorremediação. Foram estudadas espécies com potencial fitorremediador e tolerantes à presença de petróleo no solo segundo estudos anteriores do grupo de pesquisa BioProcess girassol, soja, acácia e mamona - além de amendoim e nabo forrageiro. O girassol obteve um desempenho de remoção aparentemente superior para maioria dos metais analisados, como previsto na literatura. O nabo forrageiro, da mesma forma que na germinação, obteve resultados superiores na remoção de metais, comparado ao amendoim. A acácia, sendo uma espécie de desenvolvimento lento, produziu pouca biomassa no período inicial de crescimento, o que dificultou a quantificação de metais. Somente a biomassa produzida em meio com 0,5% de óleo foi utilizada. O girassol e o nabo forrageiro mostraram-se tolerantes à presença de óleo lubrificante usado e apresentaram as melhores taxas de remoção de metais em concentrações de 4 à 8% na fase inicial do crescimento vegetal, o que sugere tratar-se de espécies com grande potencial para fitorremediação de áreas multi-contaminadas. / In Brazil, the logistics of collecting used lubricant oil is regulated by the National Petroleum Agency (ANP). However, there is risk of environmental contamination during transport, storage, recycling and final disposal of waste. This study aimed to verify if the capacity for phytoextraction and accumulation of metals in soils contaminated with used lubricant oil can be evaluated in early stage of development of seedlings, as a method of screening for future studies of phytoremediation. Were studied species with potential phytoremediator and tolerant of the presence of oil in previous studies the second floor of the research group Bioprocess - sunflower, soybean, castor bean and acacia - in addition to peanuts and forage turnip. The sunflower had an apparently superior performance of removal for most of the metals tested, as provided in the literature. The turnip forage, the same way that the germination, obtained better results in the removal of metals, compared to peanuts. The acacia, a kind of slow development, produced little biomass in the initial period of growth, which hindered the quantification of metals. Only the biomass produced in medium with 0.5% oil was used. The sunflower and turnip forage appeared to be tolerant of the presence of used lubricant oil and showed the best removal rates of metals in concentrations of 4 to 8% in the early stages of plant growth, which suggests it is of species with great potential for phytoremediation of multi-contaminated areas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A exploração, processamento, transporte, armazenamento e utilização do petróleo e seus derivados têm resultado em acidentes e vazamentos de proporções variadas e existe uma demanda crescente por soluções técnica, ambiental e economicamente viáveis. É nesse contexto que a fitorremediação ganha evidência e se mostra adequada por aliar um custo-benefício atraente. A fitorremediação utiliza espécies vegetais para extrair, conter, imobilizar ou degradar contaminantes do solo e da água. Além disso, a possibilidade de crescer espécies de valor comercial em solos contaminados que, de outra forma, não teriam qualquer uso, torna-se uma alternativa atraente. O presente trabalho tem por objetivo avaliar a capacidade de fitorremediação de Mentha x Villosa e as alterações fisiológicas e morfológicas em decorrência da contaminação dos solos por petróleo em quatro concentrações (0%, 2%, 4% e 6% p/p) com seis repetições. As variáveis analisadas foram: taxa de sobrevivência, biomassa total seca e fresca, dimensão foliar, densidade de estômatos e densidade de tricomas. Foram feitas análises de hidrcarbonetos totais de petróleo - HTPs presntes no solo no início do experimento e após 90 dias de cultivo. As plantas crescidas em solo contaminado tiveram uma taxa de sobrevivência de 100%. Houve uma tendência ao xeromorfismo nas plantas mantidas em solo contaminado. De acordo com a análise one-way ANOVA (Tukey, I.C. 95%), houve redução significativa da biomassa fresca em plantas crescidas na presença de petróleo em qualquer concentração quando compradas ao controle e, também, redução significativa entre as concentrações 2% versus 4% e 2% versus 6%. Entretanto plantas crescidas em 4% e em 6% não diferiam entre si. Como não houve diferença significativa da biomassa seca para nenhum par, conclui-se que as diferenças observadas em biomassa fresca decorrem da menor absorção e/ou retenção de água por plantas crescidas na presença de petróleo. A presença do petróleo em qualquer concentração resultou em aumento significativo da densidade dos estômatos quando comparada ao controle (0%), particularmente aos 90 dias. Entretanto, não houve diferença significativa entre as plantas crescidas em petróleo nas diferentes concentrações. Aos 30 dias observou-se aumento significativo da densidade dos tricomas apenas em plantas na concentração 6%, comparadas ao controle (0%) e às demais concentrações (2% e 4%). Aos 60 dias, um aumento significativo da densidade de tricomas foi observado em plantas crescidas em todas as concentrações de petróleo (2%, 4% e 6%), quando comparadas ao controle e aos 90 dias, tais diferenças foram mantidas. Mentha x Villosa mostrou ser uma planta com potencial para crescer em solo contaminado com petróleo, sendo que aos 90 dias foi observada uma remoção de 99,90% de HTPs no solo contaminado a 2% (p/p) e de 99,98% de remoção de HTPs no solo contaminado a 4% (p/p).

Universidade do Estado do Rio de Janeiro / A contaminação do solo no município de Santo Amaro (BA) por metais tóxicos provocada pelas atividades da empresa Plumbum Mineração tem gerado impactos sobre a saúde ambiental e humana. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a viabilidade da remediação deste solo contaminado por chumbo e cádmio, utilizando diferentes fontes de fosfatos e fitorremediação com o capim vetiver [Vetiveria zizanioides (L.)]. O estudo foi realizado em colunas de PVC onde amostras de solo foram colocadas com a aplicação de fosfato dihidrogênio de potássio (KH2PO4) (T1); fertilizante fosfato natural reativo (FNR) (T2) e; uma mistura do KH2PO4 e de fertilizante FNR (T3). Amostras de solo contaminado sem tratamento (T0) foram utilizadas como controle. Após 60, 120 e 180 dias, alíquotas do solo foram retiradas das colunas para análises. Ao final de cada período, mudas de capim vetiver [(Vetiveria zizanioides (L.)] foram plantadas em vasos com as amostras de solo: T0, T1, T2 e T3 em triplicata. Para a determinação das concentrações de chumbo e cádmio no solo e tecidos vegetais foi utilizado o ICP-OES. A partir das análises física e química constatou-se que o solo possui textura argilosa e capacidade de troca catiônica (CTC) elevadas. As extrações com solução de ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) mostraram que o tratamento T1 seguido do T3 foram os mais eficientes na imobilização de Pb e Cd. Entretanto, todos os tratamentos resultaram em concentrações de metais ainda disponíveis no solo que excediam os limites estabelecidos pela USEPA, sendo o solo, portanto, considerado tóxico mesmo após o tratamento. Com base nas concentrações de metais extraídos através da extração sequencial pelo método BCR após a remediação e a fitorremediação do solo, foi verificado que todos os três tratamentos com fosfatos foram eficientes em imobilizar o Pb e Cd nas formas menos solúveis, porém, o Cd permaneceu mais solúvel e com maior mobilidade do que o Pb. Os ensaios de letalidade utilizando minhoca Eisenia andrei mostraram que a mortalidade observada no solo após 60 dias de tratamento foi significativamente reduzida após 120 e 180 dias de tratamento. A perda de biomassa pelas minhocas também foi reduzida de acordo com o tempo de tratamento. O teste de germinação com alfaces (Lactuca sativa L.) indicou que as amostras de solo tratadas continuam bastante tóxicas, apesar da disponibilidade reduzida do Pb e do Cd como visto nos resultados da extração por TCLP e por BCR. A avaliação de risco ecológico potencial indicou que os tratamentos do solo com fosfatos associado à fitorremediação reduziram a mobilidade do Pb, principalmente nos tratamentos T1 e T3. Para o Cd o risco ecológico potencial aumenta consideravelmente quando comparado com o Pb demonstrando que esse elemento, apesar dos tratamentos com fosfatos mais a fitorremediação continua móvel. O tratamento com KH2PO4 (T1) foi o mais eficiente na redução da mobilidade, disponibilidade e da toxicidade dos metais, seguido pelo T3 e T2 para o Pb e o T3 seguido pelo T1 e T2 para o Cd. / The soil contamination by toxic metals in Santo Amaro municipality (BA) by the industry Plumbum Mining has caused impacts on the environment and human health, as well as economic and social impacts due to the high levels of lead (Pb) and cadmium (Cd) in the air, soil and water. The aim of this research was to access the feasibility of remediating this soil using different sources of phosphates associated to the phytoremediation by vetiver grass [Vetiveria zizanioides (L.)]. Soil samples were treated in PVC columns with the application of dihydrogen potassium phosphate (KH2PO4) (T1), reactive natural phosphate fertilizer (RNP) (T2) and a mixture of KH2PO4 and RNP fertilizer (T3). Untreated contaminated soil samples (T0) were used as control. Soil samples were taken from the columns for analysis after 60, 120 and 180 days of treatment. At the end of each time period, vetiver grass [(Vetiveria zizanioides (L.)] was planted in pots in triplicate with soil taken from the columns T0, T1, T2 and T3. To determine the concentration of Pb and Cd an ICP - OES was used. Based on the physical and chemical analyzes was found that the soil has clayey and high cation exchange capacity (CEC) that are found in Vertisols. Extractions with DTPA and TCLP showed that the most effective treatment to immobilize Pb and Cd was T1 followed by T3, however, exceeded the regulatory limit established by the USEPA and is therefore considered toxic. In the sequencial extractions with BCR method after remediation and phytoremediation has been verified that all three treatments were effective in restraining Pb and Cd in the less soluble forms, however, the Cd is more soluble and has higher mobility than the Pb. Lethality tests using earthworms Eisenia andrei showed mortality was higher in the treatments 60 days, reducing registration of deaths at 120 and 180 days. The loss of biomass was reduced according to the treatment time. The germination tests with lettuce (Lactuca sativa L.) indicated that samples of treated soil still was toxic, although they have reduced the availability of Pb and Cd as seen in the results of the TCLP and BCR. The ecological potential risk assessment indicated that the treatment of the soil with phosphates and more phytoremediation reduced mobility of Pb, especially for T1 and T3. For Cd the ecological potential risk considerably increased compared with the element Pb demonstrating that despite therapy with phytoremediation more phosphates remains quite soluble. KH2PO4 Treatment with (T1) was the most effective in reducing mobility, availability and toxicity the metals followed by T3 and T2 to Pb and T3 followed by T1 and T3 to Cd.

O reúso de efluentes de esgotos domésticos na irrigação de culturas representa uma alternativa adequada na gestão dos recursos hídricos devido ao fornecimento de nutrientes e água em quantidades suficientes para o desenvolvimento das culturas, porém, também pode introduz impactos negativos ao solo, em parte, potencializados pela irrigação contínua ao longo do tempo. O maior efeito está relacionado com o aumento da salinidade e sodicidade. Uma alternativa para mitigar este impacto, é o uso de espécies vegetais extratoras e acumuladoras de sais que estão presentes no solo. Neste trabalho avaliaram-se as alterações nas propriedades químicas de um planossolo (disposto em 36 vasos, 18 isolados da chuva e dos ventos e 18 expostos a eventos climáticos) irrigado durante dois meses (junho-julho) com efluente de esgoto tratado por um reator UASB + lagoa de polimento. Posteriormente, avaliou-se o desempenho da espécie halófita Atriplex nummularia na remoção de sais e cátions acumulados no substrato (agosto 2008 – fevereiro 2009), monitorando o comportamento da condutividade elétrica, sódio, potássio, cálcio, magnésio e pH (no extrato do solo) e pH, condutividade elétrica e sódio trocável no percolado dos vasos. Durante a fitorremediação, foram aplicados além do efluente utilizado na etapa anterior (tratamento 3), efluente de um sistema UASB (tratamento 2) e água potável (tratamento 1). Também foi avaliado o comportamento das características físicas do solo mediante a determinação das curvas de retenção de água no inicio e final do experimento. A irrigação com o efluente do sistema UASB + lagoa de polimento incrementou significativamente o teor de sódio ao mesmo tempo em que diminuiu as concentrações de cálcio e magnésio; incrementando em até 30 % o percentual de sódio trocável (PST), indicando a sodificação da camada superficial (0-20 cm) dos substratos. O pH e a condutividade elétrica (indicadores da salinidade do solo quando atingem valores inferiores a 8,5 e superiores a 4 dS m-1, respectivamente) aumentaram sem atingir valores críticos. As condições de maior acumulação de sais e cátions apresentaram-se nos vasos que não estiveram expostos às variáveis climáticas. Com respeito à etapa de fitorremediação, as eficiências na remoção de sódio estiveram acima de 85% (em ausência de chuva) e fora da estufa valores entre 30 – 45% para os tratamentos 2 e 3 e acima de 80% para o tratamento 1. Resultados que mostram o melhor desenvolvimento da planta na ausência de chuvas e ventos fortes. Já os efeitos sobre as características físicas das amostras não foram estatisticamente significativos (α = 0.01), provavelmente pelo curto tempo de duração do experimento. Os resultados em geral, evidenciaram o potencial da Atriplex nummularia na fitorremediação de solos irrigados com efluentes de esgotos tratados. / Wastewater reuse in crops irrigation represents a good alternative in the water resources management because it supplies nutrients and water in sufficient amount to guarantee the growing of cultures, but also can affects negatively the soil due to the constant irrigation along time. The worst effect is related to the increase of the soil salinity and sodium content. An option to mitigate this effect is to use varieties of vegetable species that can extract or accumulate salt. This study researched the changes in the chemical properties of a Plano soil (distributed in 36 pots, 18 protected of rains and winds and 18 exposed them), irrigated over two months (June – July) with secondary treated wastewater from an anaerobic reactor/maturation pond. Besides that, it was studied the performance of the halophyte Atriplex nummularia in removing salts and cations accumulated in the soil (August 2008 – February 2009), by measuring from the soil extract samples: the behavior of electrical conductivity, sodium, potassium, calcium, magnesium and pH; and from the pots leachate: pH, electrical conductivity and exchangeable sodium. During the phytoremediation process, besides the wastewater effluent used in the first stage (treatment 3), there were also applied wastewater effluent from an UASB reactor (treatment 2) and potable water (treatment 1). Also, it was studied the behavior of soil´s physicals characteristic measuring water retention curves at the beginning and end of the experiment. Irrigation with the secondary treated wastewater from an anaerobic reactor/maturation pond increased significantly soil’s sodium concentration, and simultaneously, it decreased calcium and magnesium concentrations in the soil; augmenting the Exchangeable Sodium Percentages (ESP), thus indicating the sodification of soil superficial layer (0 – 20 cm). The values of pH and electrical conductivity (soil salinity indicators when reaching values below 8,5 and over 4 dS m-1, respectively) increased, but did not reached critical values. The pots not exposed to environmental conditions presented greater salts and cations concentrations accumulated on top soil. Phytoremediation stage efficiencies were higher than 85% (in the absence of rain) and between 30 and 45% (in the presence of rain) for applied treatments 2 and 3, respectively; and more than 80% for the applied treatment 1. These results showed that the plant performance is better in the absence of rain and strong winds. The changes on the physical characteristics were statistically non-significant (α = 0.01), probably because of the short duration of the experiment. The results in general, showed the potential of the Atriplex nummularia in phytoremediation processes of wastewater-irrigated soils.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-07-06T13:11:51Z No. of bitstreams: 1 Edivan Rodrigues de Souza (1).pdf: 935002 bytes, checksum: 814ab3406904eb74d9b9815203ca58d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T13:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edivan Rodrigues de Souza (1).pdf: 935002 bytes, checksum: 814ab3406904eb74d9b9815203ca58d6 (MD5) Previous issue date: 2010-04-26 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Due to environmental and economic impacts of salinity and sodicity in soils, forms of recovery of theses soils contribute to improving the productivity and sustainability of farming systems and techniques for recovering theses soils is phytoremediation, using efficient plants at extracting of salts from soils. This study aims to evaluate the growth, production and extraction of salts by Atriplex nummularia grown on saline-sodic soil under water stress conditions, to compare soil properties before and after their cultivation, and to evaluate the osmotic potential of soil solution and morphoanatomy of vesicular cells accumulation of salts. The experiment was carried out in a greenhouse for 134 days, by growing Atriplex nummularia in pots with 20 kg of saline sodic with four levels of soil moisture (35, 55, 75 and 95% of field capacity) with a control (soil without plant). The experiment was performed in a randomized block with eight replications. The height, diameter and yield of dry leaf, stem and root were sensitive to soil moisture, and humidity corresponding to 75 and 95% of field capacity which resulted in better results. The vesicular cells of Atriplex nummularia were sensitive to variations in water content in soil. The variables of the exchangeable cations (Ca2+,Mg2+, K+, sum of bases) and total organic carbon remained stable between the beginning and end of the experiment in all treatments, while Na+ and exchangeable sodium percentage decreased after cultivation of the plant. In the soil solution the dynamics of the elements was evidenced by observing increases in Ca2+ Mg2+, Na+, Cl- and osmotic potential at the end of the cycle. The measurement of osmotic potential can be indicated as a good attribute for evaluating responses to treatments with hidric stress and saline water in plant and soil. The high concentrations of Ca2+, Mg2+, K+, and especially Na+ and Cl- in leaves of Atriplex nummularia, associated with high dry matter production characterizes this species as plant phytoextraction of salts. / Devido aos impactos ambientais e econômicos da salinidade e sodicidade em solos, formas de recuperação desses solos contribuem sobremaneira para a melhoria da produtividade e sustentabilidade dos sistemas agrícolas e uma das técnicas de recuperação destes solos é a fitorremediação, com a utilização de plantas eficientes na extração de sais dos solos. Este trabalho teve como objetivo avaliar o crescimento, a produção e extração de sais pela Atriplex nummularia Lindl. cultivada em solo salino sódico sob condições de estresse hídrico, comparar propriedades do solo antes e após seu cultivo, além de avaliar o potencial osmótico da solução do solo e das folhas e analisar a morfoanatomia das células vesiculares acumuladoras de sais. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação durante 134 dias, cultivando-se Atriplex nummularia em vasos com 20 kg de solo salino sódico em quatro níveis de umidade (35, 55, 75 e 95% da capacidade de campo), com um tratamento controle (sem cultivo), montados em blocos casualizados, com oito repetições. A altura, o diâmetro e as produções de massa seca de folha, caule e raiz foram sensíveis à umidade do solo, sendo as umidades correspondentes a 75 e 95% da capacidade de campo as que possibilitaram os melhores resultados. As células vesiculares de Atriplex nummularia foram sensíveis a variações do teor de água no solo. As variáveis do complexo sortivo do solo (Ca2+, Mg2+, K+, soma de bases) e o carbono orgânico total permaneceram estáveis entre o início e final do experimento em todos os tratamentos, enquanto o Na+ e a percentagem de sódio trocável diminuíram após o cultivo da planta. Na solução do solo a dinâmica dos elementos foi evidenciada, observando aumentos de Ca2+, Mg2+, Na+, Cl- e potencial osmótico ao final do ciclo. A medida de potencial osmótico pode ser indicada como um bom atributo para avaliar as respostas de tratamentos com estesse hídrico e água salina em planta e solo. As altas concentrações de Ca2+, Mg2+, K+ e, especialmente Na+ e Cl- nas folhas de Atriplex nummularia, associadas à elevada produção de massa seca caracteriza esta espécie como planta fitoextratora de sais.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-03T14:41:11Z No. of bitstreams: 1 Josangela do Carmo Trezena de Araujo.pdf: 806488 bytes, checksum: 1d6f571b90a6d27e46e45f4b5581b53f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-03T14:41:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Josangela do Carmo Trezena de Araujo.pdf: 806488 bytes, checksum: 1d6f571b90a6d27e46e45f4b5581b53f (MD5) Previous issue date: 2009-03-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The silicon uptake by plants results in amelioration of metals phytotoxicity. Such outcome can enhance phytoextraction owing to increased plant tolerance to metals. The critical levels of Si in plants and soils, as well as the best extractant to be used in soil, are still matter of discussion. The work aimed at evaluating the effectiveness of methods for Si extraction from soil (calcium chloride, acetic acid, citric acid, and water). In addition, the biomass yield, concentration and content of Si in maize plants grown in a Pb-contaminated soil were also studied. Si was applied at the rates 0, 100, 250, 350, and 500 mg kg-1 in 5.5 dm-3 pots in which 65 days old plants were cultivated. The Si doses promoted biomass reduction but increased the Si concentration in roots and shoots. However, applying up to 100 mg kg-1 of Si enhanced biomass. Calcium chloride and acetic acid were the extractants best correlated with Si concentrations in plants. / A absorção de Si pelas plantas tem resultado em efeitos benéficos e amenizante da fitotoxicidade de metais pesados, o que pode melhorar a fitoextração de metais do solo devido ao aumento da tolerância das plantas ao metal. Os níveis críticos de Si no solo, em relação a algumas espécies de plantas, ainda estão sendo estabelecidos no Brasil. No entanto, ainda não está definido qual o melhor extrator a ser usado. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência dos métodos de extração de Si (cloreto de cálcio, ácido acético, ácido cítrico e água), além de determinar a produção de matéria seca, teor e conteúdo de silício em plantas de milho em solo contaminado por chumbo. As doses de 0, 100, 250, 350 e 500 mg kg-1 de Si, foram aplicadas em vasos de 5,5 dm-3, cultivados com plantas de milho por 65 dias. Com aplicação das doses de Si houve redução da produção de matéria seca de plantas de milho cultivadas no solo contaminado. A adição de doses crescentes de Si ao solo contaminado promoveu aumento dos teores de Si na parte aérea e raiz das plantas. A dose de 100 mg kg-1 de Si foi a mais eficiente no aumento de biomassa. O cloreto de cálcio e o ácido acético foram os extratores que mais se correlacionaram com os teores de Si extraídos pelas plantas.