Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-01-10T17:07:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glalber Luiz da Rocha Ferreira - 2016.pdf: 1694646 bytes, checksum: 0edfdeae06383f7209358539abe161f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-11T09:54:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glalber Luiz da Rocha Ferreira - 2016.pdf: 1694646 bytes, checksum: 0edfdeae06383f7209358539abe161f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T09:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glalber Luiz da Rocha Ferreira - 2016.pdf: 1694646 bytes, checksum: 0edfdeae06383f7209358539abe161f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The existing techniques for removing heavy metals are expensive and are often not effective. Thus the application arises from biosorbents, an emerging technology that needs to be studied and explored, in order to promote better environmental and human life quality. The study craved verify removal capacity in synthetic aqueous solutions of ions Cr (VI) at concentrations of 10, 25, 50, 75, 100, 125 and 150 mg/L by biosorption by use of active and inactive fungal biomass Pleurotus ostreatus. In the use of the active biosorbent, kinetic studies revealed that in 336 hours was achieved 100% of its saturation capacity at concentrations of 10 and 25 mg/L of Cr (VI), achieving total removal of Cr (VI) in the order of 250 times over the recommended limit for industrial effluents in CONAMA Resolution nº 430/2011, and 360 hours biomass reached its maximum capacity of saturation, reaching values of 98,18% and 96,84%, in concentrations of 50 and 75 mg/L of Cr (VI), respectively. Observing the concentrations of 100% removal was confirmed by analysis of the total EAA chromium values of 141,66 mg/g and 133,55 mg/g biomass respectively. The analysis revealed the micrographs by SEM and TEM we observed at the cellular composition of biomass the presence of bacterial cells associated with the fungus, which on analysis was not possible to know where the metal was in adsorbed, it is better to point out that it was possible to detect content chromium from the cellular structure of the biomass. In the use of the idle biosorbent, kinetic studies showed that 6, 10 and 12 minutes it was reaching 100% of its saturation capacity at concentrations of 10, 25 and 50 mg/L of Cr (VI), respectively, achieving total removal Cr (VI) in the order of 500 times over the recommended limit for industrial effluents in CONAMA Resolution No. 430/2011, and in 22 minutes biomass reached its maximum capacity of saturation, reaching values of 73,21% and 55,13% at concentrations of 75 and 100 mg/L of Cr (VI), respectively. The Langmuir model was the one that best fit the experimental data biosorbent P. ostreatus, when evaluating the separation factor (RL), responding to values between zero and 1. Now, considering the values of the coefficient of determination (R2), the Freundlich model fit better due to present higher values in relation to the Langmuir model. / As técnicas existentes de remoção de metais pesados são caras e muitas vezes não são eficientes. Dessa forma surge a aplicação de biossorventes, uma tecnologia emergente que precisa ser estudada e explorada, com o objetivo de promover melhor qualidade ambiental e da vida humana. O estudo almejou verificar a capacidade de remoção em soluções aquosas sintéticas de íons Cr(VI) nas concentrações de 10, 25, 50, 75, 100, 125 e 150 mg/L, através da biossorção pela utilização da biomassa fúngica ativa e inativa de Pleurotus ostreatus. Na utilização do biossorvente ativo, os estudos cinéticos revelaram que em 336 horas foi alcançado 100% de sua capacidade de saturação nas concentrações de 10 e 25 mg/L de Cr(VI), alcançando uma remoção total de Cr(VI) na ordem de 250 vezes em relação ao limite preconizado para efluentes industriais na Resolução do CONAMA nº 430/2011, e em 360 horas a biomassa atingiu sua capacidade máxima de saturação, atingindo valores de 98,18% e 96,84%, nas concentrações de 50 e 75 mg/L de Cr(VI), respectivamente. Observando as concentrações de 100% de remoção, foi confirmando através da análise de EAA valores de crômio total de 141,66 mg/g e 133,55 mg/g de biomassa, respectivamente. Na análise revelada pelas microfotografias por MEV e MET foi possível verificar junto a composição celular da biomassa a presença de células bacterianas associadas ao fungo, que em análise não foi possível saber onde o metal se encontrava adsorvido, mais vale salientar que foi possível detectar conteúdo de crômio junto a estrutura celular da biomassa. Na utilização do biossorvente inativo, os estudos cinéticos revelaram que em 6, 10 e 12 minutos foi alcançando 100% de sua capacidade de saturação nas concentrações de 10, 25 e 50 mg/L de Cr(VI), respectivamente, alcançando uma remoção total de Cr(VI) na ordem de 500 vezes em relação ao limite preconizado para efluentes industriais na Resolução do CONAMA nº 430/2011, e em 22 minutos a biomassa atingiu sua capacidade máxima de saturação, atingindo valores de 73,21% e 55,13%, nas concentrações de 75 e 100 mg/L de Cr(VI), respectivamente. O modelo de Langmuir foi o que se melhor ajustou aos dados experimentais do biossorvente P. ostreatus, quando avaliando o fator de separação (RL), respondendo a valores entre zero e 1. Agora, considerando os valores do coeficiente de determinação (R2), o modelo de Freundlich se ajustou melhor, devido apresentar valores maiores em relação ao modelo de Langmuir.

No presente trabalho focalizou-se a atenção nas propriedades de substâncias húmicas, em particular a fração de ácido húmico (AH), o qual foi obtido de duas fontes, sendo uma comercial e outra isolada de sedimentos do Rio Tietê, coletados no reservatório de Barra Bonita (SP). O isolamento do AH do sedimento foi realizado segundo o procedimento proposto pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (S.I.S.H.). Ambas amostras foram caracterizadas em paralelo através de análise elementar, absorção molecular no visível (razão E4/E6) e infravermelho e teores de cinzas. As propriedades ácido-base das amostras foram estudadas por titulação potenciométrica, adotando-se o modelo de distribuição de sítios discretos, empregando-se funções de Gran modificadas para tratamento dos dados. Foi possível caracterizar seis classes de grupos tituláveis em força iônica 0,1 (NaCI), com pKa entre 3 e 10. Constatou-se maior contribuição de grupos carboxílicos (grupos titulados com pKa < 7) do que fenólicos e amínicos em ambas amostras. Os resultados foram comparados com os métodos clássicos do acetato de cálcio e barita, assim como por titulação condutométrica. Estudou-se as propriedades de complexação dos AHs com íons Cu2+,Pb2+, Cd2+ e Zn2+ através de titulação potenciométrica com eletrodo íon-seletivo de membrana sólida para o CU2+ e de amálgama para os demais íons. Constatou-se a seguinte ordem de estabilidade para os complexos formados com ambos AHs: log K AH-Cu > log K AH-Pb > log K AH-Cd aproximadamente igual a log K AH-Zn. Quanto a capacidade de complexação (Cc), observou-se que CcPb > CcCu > CcCd aproximadamente igual a CcZn. / The aim of the present work was to study the humic substances, with emphasis to the humic acid (HA) fraction isolated from sediments of the Tietê River, collected at the Barra Bonita reservoir. The extraction of the humic acid was performed according to the procedure proposed by the International Humic Substances Society (I.H.S.S.). A commercial humic acid from Aldrich was studied in parallel. Both HA samples were characterized by elemental analysis, molecular absorption in the visible (E4/E6 ratio) and infrared regions, and ash contents. The acid-base properties of both humic acids were studied by potentiometric titrations, adopting the discrete site distribuition model and the modified Gran functions for data fitting. Six classes of titratable groups were characterized in 0,1 mol.L-1 (NaCI) ionic medium, with pKa values between 3 and 10. The sum of carboxylic groups (titratable groups with pKa < 7) was greater than the sum of aminic and phenolic groups for both humic acids. These results were compared with those provided by classical methods such as baryta adsorption and calcium acetate, as well as condutometric titration. The complexing properties were studied with regard to Cu2+,Pb2+, Cd2+ and Zn2+, by potentiometric titration with solid membrane copper ion-selective electrode and amalgam electrodes for the other ions. The following stability was observed for both HAs complexes: log KHA-Cu > log KHA-Pb > log KHA-Cd approximately equal to log KHA-Zn. With regard the complexing capacity (Cc),the following order was observed: CcPb > CcCu > CcCd approximately equal to CcZn.

O lodo de esgoto aplicado em sistemas florestais pode aumentar a produção de madeira e manter a sustentabilidade do ecossistema. Porém, faltam pesquisas para avaliar o aproveitamento dos nutrientes do lodo e para definir um manejo adequado para sua aplicação ao solo usando complementação via adubo mineral, sem causar prejuízos ao sistema solo-planta pelos elementos potencialmente tóxicos que podem estar presentes no lodo. O objetivo do presente tratabalho foi avaliar os efeitos das doses de lodo de esgoto e das doses de adubos nitrogenados e fosfatados sobre a produção de matéria seca e a produtividade de madeira, aos 43 meses após o plantio, e os teores de Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Cr, Ni e Pb no sistema solo-eucalipto-serapilheira. Um experimento foi conduzido em área comercial da Suzano, em Itatinga - SP, aplicando 4 doses de lodo (0; 7,7; 15,4 e 23,1 Mg ha-1, base seca), 4 doses de adubo nitrogenado (0; 46,9; 95,1 e 142 kg ha-1) e 4 doses de adubo fosfatado (0; 27,7; 55,9 e 84 kg ha-1, P2O5) em delineamento em blocos casualizados, em esquema fatorial 4x4x4 e com duas repetições. Devido ao baixo teor de potássio (K) no lodo, foi aplicado 175 kg ha-1 de K2O em todas as parcelas. Os teores dos elementos potencialmente tóxicos nas amostras de solo e planta foram determinados por ICP-MS (espectrometria de massa com plasma). Aos 4 e 34 meses após o plantio, as amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade. Os elementos foram extraídos das amostras de solo por solução de DTPA e por digestão com ácidos (HNO3 + HCl) em microondas. Os elementos potencialmente tóxicos foram extraídos das amostras de folhas, aos 4 e 43 meses após o plantio, das amostras de lenho e casca e das amostras de folha e galho das árvores colhidas aos 43 meses, e das amostras de serapilheira, aos 46 meses após o plantio, pela digestão com ácidos (HNO3 + H2O2) em microondas. A altura e o diâmetro na altura do peito (DAP) das árvores foram medidos aos 43 meses após o plantio para determinar o volume de madeira com casca. A aplicação dos fertilizantes minerais nitrogenado e fosfatado não alterou os teores dos elementos potencialmente tóxicos no solo e na planta. Os teores de Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Cr, Ni e Pb no solo e na planta aumentaram com as doses de lodo aplicadas. Além disso, também o acúmulo dos elementos na biomassa total (lenho, casca, folha e galho) e na biomassa total de serapilheira aumentou em função das doses de lodo. A aplicação de lodo aumentou a produção de matéria seca de lenho, casca, folha e galho, e combinado ou não com adubo nitrogenado e, ou, fosfatado, aumentou o volume de madeira com casca de 139 a 177 m3 ha-1, em comparação ao adubo NPK que produziu 150 m3 ha-1. O lodo de esgoto não causou a contaminação do sistema solo-planta. A dose 7,7 Mg ha-1 de lodo, recomendada pelo critério de N, reduziu a aplicação com adubo nitrogenado e fosfatado em 100 e 66 %, respectivamente, associado com aumento de 8 % no volume de madeira com casca, em relação ao adubo NPK convencional / The application of sewage sludge in forest systems can increase wood production and maintain the sustainability of ecosystems. However, researches are lacking to evaluate the potential of nutrients occurring in the sewage sludge and to define adequate mangement systems for its application on soil using mineral fertilizer supplements without causing harmful effects on the soil-plant system due to potential toxic elements which may occur in this residue. The objective of this study was to evaluate the effects of different sewage sludge doses and different doses of nitrogen and phophate mineral fertilizers on dry matter content and wood production 43 months after planting as well as on the Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Cr, Ni e Pb contents in the soil-eucalyptus-litter system. An experiment was carried out in a commercial area of Suzano, Itatinga, SP by applying 4 doses of sewage sludge (0; 7,7; 15,4 e 23,1 Mg ha-1, dry base), 4 doses of nitrogen fertilizer (0; 46,9; 95,1 e 142 kg ha-1), 4 doses of phosphate fertilizer (0; 27,7; 55,9 e 84 kg ha-1 P2O5), in a randomized block design, in factorial design of 4x4x4, with two repetitions. Due to low contents of potassium (K) in the sewage sludge, 175 kg ha-1 of K2O was applied at all plots. The contents of potential toxic elements in soil and plant samples were determined by using by ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) After 4 and 34 months of planting, soil samples were taken in the 0-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4 m layers. The elements were extracted from soil samples by using DTPA solution and digested with acids (HNO3 + HCL) in a microwave. Potential toxic elements in leaf samples, after 4 and 43 months of planting, in wood and bark samples and in leaf and branch samples of felled trees after 43 months, as well as in litter samples after 46 months were digested with acids (HNO3 + H2O2) in a microwave. The height and the diameter at breast height (DBH) of the trees were measured after 43 months of planting to determine the volume of wood with bark. After application of mineral nitrogen and phosphate fertilizer no changes in the contents of potential toxic elements in soil and plant were found. However, the contents of Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Cr, Ni and Pb in soil and plant increased with increasing doses of sewage sludge applied. Moreover, also the accumulation of elements in the total biomass (wood, bark, leaves and branches) and in the litter fraction increased as a function of the doses. The application of sewage sludge increased the dry matter content of wood, bark, leaves and branches and, combined with or without nitrogen fertilizer e/ou phosphate fertilizer, increased the volume of wood with bark from 139 to 177 m3 ha-1, compared to conventional NPK fertilization with a production of 150 m3 ha-1. Sewage slugde application did not cause a contamination of the soil-plant system. A dose of 7,7 Mg ha-1 of sewage sludge reduced the application of mineral nitrogen and phosphate fertilizer about 100% and 66%, respectively, associated with an increase of 8 % of the volume of wood and bark compared to conventional NPK fertilization

O Cd é um elemento pontecialmente tóxico que, em altas concentrações nos sistemas agrícolas, pode entrar na cadeia alimentar e causar malefícios ao homem. Quando um solo apresenta níveis de Cd acima do permitido ou estabelecido, sua disponibilidade pode estar acima das concentrações de origem no solo. Entre as medidas para a redução da sua disponibilidade está a aplicação de fontes de fósforo que, porém, podem apresentar uma determinada concentração de Cd como impureza oriunda da sua matéria prima (fosfato natural). Uma técnica que permite a obtenção de informações sobre a origem e o destino do Cd do solo e do fertilizante no sistema solo-planta é a técnica isotópica com auxilio do 109Cd. O presente estudo teve por objetivos: a) desenvolver e aplicar a metodologia com o radioisótopo 109Cd na avaliação da fitodisponibilidade de Cd; b) quantificar o Cd do solo e do contido no superfosfato triplo que foi absorvido pelas culturas de alface, feijão, milho e eucalipto; c) estudar o efeito do P na absorção de Cd por essas culturas; d) identificar, dentre as culturas estudadas, as espécies vegetais que apresentam eficiência na extração de Cd e estabelecer doses de fosfato para remediação. Foi conduzido na casa de vegetação do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), em Piracicaba-SP, um experimento, com delineamento inteiramente casualizado, para a determinação da fitodisponibilidade de Cd em solo contaminado, com 43 mg kg-1, e tratado com cinco doses de fósforo (0, 250, 500, 1000, 2000 e 4000 mg kg-1 de P) na forma de superfosfato triplo. As culturas estudadas foram alface, feijão, milho e eucalipto. Amostras de solo do experimento antes da semeadura do experimento foram retiradas e analisadas em relação ao pH(CaCl2), fósforo disponível e teor de Cd extraído por método de DTPA e Mehlich-1 e valo L (109Cd e 32P). A adição de superfosfato triplo no solo contaminado promoveu diminuição do pH do solo e aumento do teor de fósforo disponível. O extrator DTPA indicou uma redução da disponibilidade do Cd no solo enquanto Mehlich-1 acusou o contrario. Apesar das condições adversas do solo as culturas da alface, milho e eucalipto responderam a doses de P, com aumentos na produção de matéria seca, com exceção do feijoeiro que teve seu desenvolvimento comprometido. Os teores de Cd na alface diminuíram nas doses de 250 a 500 mg kg-1 e na cultura do milho nas doses de 250 a 1000 mg kg-1. No feijão os teores de Cd aumentaram e no eucalipto os teores de Cd não apresentaram diferenças. O valor L de Cd aumentou nas quatro culturas estudadas com a adição de superfosfato triplo, em todas as doses aplicadas. Dos totais de Cd encontrados nas culturas, 2 a 40% foram provenientes do superfosfato triplo. Dentre as culturas estudadas as que apresentaram potencial para projetos de fitorremediação de Cd foram eucalipto e milho / Cadmium is one of potentially toxic element, which, in high concentrations in agricultural systems, may enter into the food chain and cause harm for man. When a soil presents Cd above the permitted or established level, its availability to the crops could be above the original concentration of the soil. Among the measures for reducing the availability of this element to the plant is the application of phosphorus sources, which, however, may present a certain concentration of Cd, as an impurity of raw material (phosphate rock). A technique which permit to obtain information on the origin and fate of Cd from the soil and of the fertilizer in soil plant systems is the isotopic technique using 109Cd. The present study had the objectives to: a) develop and apply of the methodology of 109Cd radioisotope on the evaluation of plant available soil Cd; b) quantity the soil Cd and of the triple superphosphate which was taken up by the lettuce, bean, corn and eucalyptus crops; c) study the effect of P on the Cd uptake by these crops; d) identify, among the crops studied, the plant species efficient in extracting Cd and establish rates of P for remediation. An experiment in a completely randomized design was conduced in the green house of Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), in Piracicaba-SP, to determine the plant availability of Cd in a contaminated soil with 43 mg kg-1 of this element treated with five rates of phosphorus (0, 250, 500, 1000, 2000 and 4000 mg kg-1 of P) as triple superphosphate. The crops studied were, lettuce, bean, corn and eucalyptus. Soil samples were analyzed for pH, available P and Cd using DTPA and Mehlich-1 extractants and L value (109Cd and 32P). The addition of the triple superphosphate to the contaminated soil promoted reduction in pH and increased available P. The DTPA extractant indicated reduction of Cd availability in the soil while the Mehlich-1 showed the opposite. In spite of soil adverse condition the lettuce, corn and eucalyptus plants responded to P rates, with increase in dry matter yield, except the bean, to which had the growth affected. The Cd content in the lettuce decreased in the rates of 250 to 500 mg kg-1 and for the corn crop in the rates of 250 to 1000 mg kg-1. For bean crop the Cd content increased but there was no difference for the eucalyptus. The L value for Cd increased in all four crops with the addition of triple superphosphate, in all rates. From the Cd accumulated in the crops, 2 to 40% was derived from the triple superphosphate. Among the crops studied, eucalyptus and corn presented potential for the phytoremediation purpose

Introdução: Contaminação por metais pesados é um problema de saúde pública muito bem conhecido e a sua exposição pode causar danos a vários órgãos do corpo humano especialmente no sistema nervoso central de crianças jovens e adolescentes. Objetivo: Avaliar a contaminação de chumbo, cádmio e manganês em 125 crianças de seis a treze anos de idade residentes em áreas contaminadas (São Vicente, Cubatão Centro, Bertioga e Cubatão Pilões/Água Fria). Método: Estudo transversal realizado por meio de exames clínicos e testes de esmalte. Todas as mães destas crianças moravam nas áreas desde antes da gravidez. Os níveis de chumbo, cádmio e manganês (ug/g) foram mensurados nas amostras de esmalte dentário através de um espectrômetro de absorção atômica com forno de grafite, pesquisando quanto à ocorrência de metais pesados no esmalte dentário. Resultados: As principais concentrações de chumbo foram 139,48ug/g em Cubatão Pilões/Água Fria; 170,45 ug/g em Cubatão Centro; 213,52ug/g em São Vicente e 151,89?g/g em Bertioga. As concentrações médias de cádmio foram 10,83ug/g em Cubatão Pilões/Água Fria; 12,58?g/g em Cubatão Centro; 10,92ug/g em São Vicente e 14,57ug/g em Bertioga. As concentrações médias de manganês foram 23,49ug/g em Cubatão Pilões/Água Fria; 30,90 ug/g em Cubatão Centro; 41,46ug/g em São Vicente e 42,00ug/g em Bertioga. O esmalte da superfície dentária pode ser usado como biomarcador eficiente de exposição passada a chumbo, manganês e cádmio, os quais estão associados a fontes bem conhecidas de contaminação por metais pesados. Conclusões: Os resultados sugerem que as crianças avaliadas foram expostas a fontes de chumbo, cádmio e manganês desde antes de serem concebidas. Embora Bertioga inicialmente tenha sido escolhida como área controle deste estudo, foi verificada a contaminação por metal pesado nas crianças examinadas / Background: Heavy metal contamination is a longstanding and very well-known public health problem and its exposure can cause damage to several organs of human body, especially on the central nervous system of young children and teenagers. Objective: The objective is to evaluate lead, cadmium and manganese contamination in 125 children from six to thirteen years old living in contaminated areas (São Vicente, Cubatão Downtown, Bertioga and Cubatão Pilões/Água Fria). Methods: A cross-sectional study through clinical examinations and enamel tests was realized. All children\'s mothers have been living in these areas before pregnancy. Lead, cadmium and manganese levels were measured on dental enamel samples through absorption spectrometer with graphite furnace, searching for heavy metals occurrence on dental enamel. Results: The mean lead concentrations were 139.48ug/g in Cubatão Pilões/Água Fria; 170.45ug/g in Cubatão Downtown; 213.52ug/g in São Vicente and 151.89 ug/g in Bertioga. The mean cadmium concentrations were 10.83ug/g in Cubatão Pilões/Água Fria; 12.58ug/g in Cubatão Downtown; 10.92ug/g in São Vicente and 14.57ug/g in Bertioga. The mean manganese concentrations were 23.49 ?g/g in Cubatão Pilões/Água Fria; 30.90ug/g in Cubatão Downtown; 41.46ug/g in São Vicente and 42.00ug/g in Bertioga. Enamel surface may be used as an efficient biomarker for past environmental exposure to lead, manganese and cadmium which are associated to well-known sources of heavy metal contamination. Conclusions: The results suggest that the evaluated children were exposed to sources of lead, cadmium and manganese since their conceptions. Although Bertioga initially was chosen as a control area for this study, it was also verified heavy metal contamination on examined children there

Em dois agroecossistemas distintos (Piracicaba, SP, Brasil e Okeechobee, FL, EUA) cultivados com citros objetivou-se avaliar: i) a concentração de nutrientes, metais pesados no efluente de esgoto tratado (EET) e sua qualidade para o uso agrícola, e; ii) os efeitos da irrigação com EET na fertilidade do solo e nutrição das plantas. Em Piracicaba, SP, foi conduzido um experimento com três blocos casualizados e cinco tratamentos. Quatro lâminas de irrigação distintas com EET foram aplicadas durante 21 meses em laranjeiras [Citrus sinensis (L.) Osb.] sobre Citrus paradisi Macfad. x Poncirus trifoliata Raf] com base na evapotranspiração da cultura (ETc) sendo: 100%, 125%, 150% e 200% da ETc, além do tratamento sem irrigação (0%). Em Okeechobee, FL, foi realizado um estudo de caso em um pomar comercial cultivado com pomeleiros [(Citrus paradise Macf.) sobre (Citrus aurantium L.)]. Neste local comparou-se dois talhões; um irrigado com EET (durante 11 anos) e outro irrigado com água. Os EETs utilizados nos dois estudos apresentaram qualidade satisfatória para o uso agrícola (FAO, 1992). No primeiro agroecossistema houve correlação negativa entre as lâminas de irrigação com EET e a acidez ativa, acidez potencial, saturação por alumínio e os teores de K trocável e Pb disponível. Por outro lado, correlações positivas foram encontradas entre S, B, Cu e Na no solo e as lâminas de irrigação. Comparando-se a lâmina de irrigação 100% da ETc e o controle (0%), houve um aumento na abundância natural de 15N e nas concentrações de S, B e Na, e um decréscimo de P, K, Mn, Al e Cr nas folhas. As menores concentrações destes elementos foram associadas às lâminas excessivas (> 100% da ETc). A influência máxima das lâminas de irrigação com EET na altura das plantas foi obtida entre as lâminas 93 e 107% da ETc. Quanto ao segundo agroecossistema, houve um aumento na concentração de NH4 +, NO3 -, Mg, S, B, Cl, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni e Zn disponíveis no solo após 11 anos de irrigação com EET. Já no tecido foliar houve um acréscimo de Ca, Mg, B, Fe, Cu, Mn, Ni, e Zn. As concentrações de Cd, Co, Mo e Pb foram encontradas abaixo do limite de detecção no tecido foliar. O efeito do EET é pronunciado no longo prazo, e pode suprir parcialmente alguns nutrientes do programa de adubação. Mesmo após longo período de irrigação com EET, o risco de salinização do solo e acúmulo de metais pesados parecem mínimos. Com base nestes resultados fica evidente que além de ser uma fonte alternativa de água, o EET influencia positivamente na fertilidade do solo e nutrição dos citros. / Considering two different agroecosystems (Piracicaba, SP, Brazil and Okeechobee, FL, USA) cultivated with citrus, the objectives of the study were to evaluate: i) the concentration of nutrients, heavy metals in reclaimed wastewater (RWW) and its quality for the agricultural use; and ii) the effects of RWW irrigation on soil fertility and plant nutrition. At Piracicaba, SP, an experiment were carried out with three randomized blocks and five treatments. Four different RWW irrigation rates were applied over 21 months, in orange trees [Citrus sinensis (L.) Osb] on Citrus paradisi Macfad. x Poncirus trifoliata Raf], based on crop evapotranspiration (ETc): 100%, 125%, 150% and 200% of ETc as well as a treatment without irrigation (0%). At Okeechobee, FL, a survey study was carried out in a commercial citrus grove cultivated with grapefruit [(Citrus paradise Macf.) on (Citrus aurantium L.)]. At this site two citrus blocks were compared; one irrigated with RWW (11 years) and the other with well water. The RWW used in both studies displayed satisfactory quality for the agricultural use (FAO, 1992). The first agroecosystem had negative correlation between RWW irrigation rates and active acidity, potential acidity, aluminum saturation, exchangeable K and available Pb. Whereas positive correlations were found for S, B, Cu and Na in soil with RWW rates. Comparing the irrigation rate of 100% of ETc with the control plot (0%), increasing contents of N, 15N, S, B, and decreasing contents of P, K, Mn, Al and Cr were observed in the leaf tissue. Lower concentrations of these elements were associated with the over irrigation rates (> 100% of ETc). The greatest effect of the irrigation rates on plants height was found between 93 and 107% of ETc. At the second agroecosystem, increasing concentration of NH4 +, NO3 -, Mg, S, B, Cl, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni and Zn in soil were found after 11 years of RWW irrigation. In leaf tissue also increasing concentrations of Ca, Mg, B, Fe, Cu, Mn, Ni and Zn were determined. Concentration of Cd, Co, Mo and Pb were below the detection limit of detection in the leaf tissue. The effects of the RWW irrigation are pronounced after long term application, and can partially supply some nutrients from the fertilization program. Even after long term RWW irrigation, the risks of soil salinization and heavy metals accumulation can be considered as low. The results highlight that besides an alternative waster source, RWW can provide benefits on soil fertility and citrus nutrition.

Potentially toxic elements (PTEs) can be absorbed and accumulated in vegetables organ and tissues, and this is an important channel through which PTEs can enter into the food chain. Soil management may interfere in the behavior of PTEs in the system. So, the study of the dynamics of elements in the soil is fundamental to a better understanding of factors that influence soil-plant transfer. In the state of Pernambuco, Brazil, the production of vegetables is mainly concentrated in small or medium organic and conventional farms located in the Agreste and Sao Francisco regions. Our aims in this research were: i) to determine the contents of PTEs in soil and in vegetables produced under conventional and organic systems in garden soils of Pernambuco; ii) to investigate the forms of the PTEs and their uptake by the vegetables based on different soil-plant transfer factors; iii) to use the calculated transfer factors to assess the human risk exposure; iv) to assess the effect of aging and organic matter (OM) on copper (Cu) desorption in garden soils; v) to determine if manure application to soils increases water soluble Cu concentrations; and vi) to verify the efficiency of machine learning techniques in the classification of vegetables produced under organic and conventional systems. Acid and complexing solutions were employed to extract total contents of PTEs in plants and to extract pseudototal, reactive and bioavailable fractions of the PTEs in soils. Soil-plant transfer factors and human risk assessment were calculated based on the determined levels of PTEs. Kinetic assays were developed using rates of organic composts added to Cu-spiked soils to model the Cu desorption. Water extractable Cu and dissolved organic carbon (DOC) were extracted from soils amended with dairy manure, and the Cu-DOC interactions were studied using spectroscopic techniques. Lettuce (Lactuca sativa) leaves had the highest capacity to accumulate PTEs; conventional system promoted higher PTEs values in soils and plants than the organic production; regardless of the scenario, children and adults in contact to vegetables cropped in organic system have a lower health risk than individuals exposed to lettuce leaves conventionally produced. The addition of OM promoted greater Cu desorption, while aging lead to a reduction in the Cu release. The Fouriertransform infrared spectroscopy spectra showed increase in the presence of aliphatic and carboxylic groups in the extracts from the manure-amended soils. Carboxylic acid functional groups on the DOC formed strong bonds with Cu, which can promote Cu transport as dissolved Cu-organic complexes in the soil profile. The Support Vector Machine had an accuracy over 90% to classify the vegetables in the two groups (organic and conventional); and this high assertiveness rate highlights the potential of using elemental quantification and algorithms as support techniques in the process of authenticity and inspection of organic products. / Elementos potencialmente toxicos (EPTs) podem estar biodisponiveis para serem absorvidos e acumulados nos tecidos e orgaos vegetais, sendo esta uma importante rota de entrada de EPTs na cadeia alimentar. O manejo do solo pode interferir no comportamento dos EPTs no sistema. Desta forma, o estudo da dinamica desses elementos no solo e fundamental para melhor entendimento dos fatores que influenciam a transferencia solo-planta. No estado de Pernambuco, a producao de hortalicas se concentra em intensos cultivos organicos e convencionais localizados em pequenas ou medias propriedades, principalmente na regiao Agreste e Sao Francisco. Nossos objetivos neste trabalho foram: i) determinar os teores de EPTs no solo e nas hortalicas produzidas em sistemas convencionais e organicos em hortas de Pernambuco; ii) investigar as formas de EPTs e sua absorcao pelas hortalicas com base em diferentes fatores de transferencia solo-planta; iii) usar os fatores de transferencia calculados para investigar o risco de exposicao aos humanos; iv) estudar o efeito do tempo e da materia organica (MO) na dessorcao de cobre (Cu) em solos de horta; v) determinar se a aplicacao de esterco aumenta a concentracao de Cu soluvel em agua; e vi) verificar a eficiencia de tecnicas machine learning na classificacao de hortalicas produzidas em sistemas organicos e convencionais. Solucoes acidas e complexantes foram utilizadas para extrair os teores totais de EPTs nas plantas e os teores pseudototal, reativo e biodisponivel dos EPTs no solo. Fatores de transferencia solo-planta e avaliacao de risco humano foram calculados com base nos teores de EPTs. Estudos de cinetica foram desenvolvidos apos adicao de composto organico em solos contaminados com Cu para modelar a dessorcao de Cu. Cu soluvel em agua e carbono organico dissolvido (COD) foram extraidos de solos adubados com esterco, a interacao Cu-COD foi estudada usando tecnicas espectroscopicas. Folhas de alface (Lactuca sativa) apresentaram a maior capacidade de acumular EPTS; o sistema convencional promoveu maiores tores de EPTs nos solos e plantas do que o sistema organico; independentemente do cenario, criancas e adultos em contato com vegetais produzidos em sistema organico tem um menor risco do que os individuos que consomem folhas de alface convencionalmente produzidas. A adicao de MO promoveu maior dessorcao de Cu, enquanto o aumento no tempo de contato reduziu a liberacao de Cu. Os graficos da espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier mostraram um aumento na presenca de grupos funcionais alifaticos e carboxilicos nos extratos de solos adubados com esterco. Esses grupos funcionais no COD formam ligacoes fortes com Cu, o que promove o transporte do elemento na forma de complexos organicos dissolvidos no perfil do solo. O modelo Support Vector Machine apresentou acuracia superior a 90% na classificacao das hortalicas em dois grupos (organicas e convencionais); e a alta taxa de assertividade mostra o potencial do uso de quantificacao elementar e algoritmos como tecnicas auxiliares no processo de autenticidade de inspecao de produtos organicos.

Pouco se conhece sobre a origem das matérias primas utilizadas na fabricação de micronutrientes. Muitos fertilizantes podem conter em sua matéria prima nutrientes em formas indisponíveis para as plantas que limitam a produção. Fontes secundárias de origem industrial vêem sendo utilizadas para fabricação de fertilizantes no Brasil há muito tempo, somente a poucos anos a legislações e órgãos ambientais tem questionado a origem destas matérias primas quanto a contaminação por metais pesados tóxicos e sua eficiência agronômica como fonte de micronutrientes. Neste sentido foi desenvolvido estudo a fim de obter informações básicas dos materiais secundários como origem, composição elementar, composição mineralógica, disponibilidade de metais pesados tóxicos em extratores ácidos (Agua Régia, 3050B, HCl) disponibilidade de Zn e Cu em extratores solúveis (AC 2% e CNA) efeitos da aplicação de onze materiais secundários em plantas de arroz em dois cultivos, divididos em nove fontes fornecedoras exclusivamente de zinco com composições mineralógicas diversas; fontes binárias contendo diferentes concentrações de zinco e cobre em cinco doses (0; 6; 9; 12; 18 kg ha-1 Zn) e três materiais secundários fontes de cobre contendo concentrações variadas de cobre em cinco doses (0;1,5;3,0;4,5 e 6,0 kg.ha-1 Cu) avaliando a eficiência em fornecer nutrientes e potencial de contaminação do solo e planta. Conclui-se que materiais secundários tem grande variabilidade quanto à composição mineralógica e elementar, mesmo quando originados em processos similares. O método AC 2% é ineficiente para materiais com concentração de zinco superior a 59% e para matrizes com alta concentração de silicatos. As formas de Pb identificadas nos materiais secundários interferem na quantificação do elemento nos extratores utilizados; o método oficial 3050B subestima a concentração de Pb dependendo de sua matriz. A eficiência agronômica das fontes de Zn foi semelhante ou superior a fonte padrão no primeiro cultivo. A matriz das fontes Cinza de Zn I e Escória de Latão II apresentaram menor efeito residual e eficiência agronômica inferior à fonte padrão no segundo cultivo. As fontes binárias foram eficientes em disponibilizar cobre e zinco ao solo e planta em relação a suas respectivas misturas pró analise no primeiro cultivo de arroz. A fonte Escória de Latão III apresentou efeito residual inferior em relação a sua mistura pró analise na avaliação do IEA, para cobre e zinco, no segundo cultivo de arroz. Houve correlação significativa entre acumulo de nutrientes e os extratores CNA para o nutriente Cu e AC 2% para o nutriente Zn na fonte Escória de Latão III. A fonte Minério de Cu apresentou baixo desempenho em todos os parâmetros avaliados no primeiro cultivo, IER 17% e IEA -65%. Nos dois cultivos avaliados nenhum dos materiais influenciou os teores de metais pesados tóxicos nos no solo e planta. O extrator CNA não apresentou correlação significativa com o conteúdo de cobre acumulado na planta de arroz em dois cultivos. / Little is known about the origin of the raw materials used in manufacturing of micronutrients. Many fertilizers may contain in their raw materials, nutrients in unavailable forms to plants that limit production. Secondary sources of industrial origin see being used for the manufacture of fertilizers in Brazil long ago, only a few years legislation and environmental agencies have questioned the source of these raw materials for contamination by toxic heavy metals and their agronomic efficiency as a source of micronutrients. In this sense the study was designed to obtain basic information of secondary materials like elemental composition, mineralogical composition, availability of toxic heavy metals in different acid extractors (Aqua Regia, 3050B, HCl) availability of Cu and Zn in soluble extractors (AC 2% and CNA) effects of eleven secondary materials on rice in two consecutive crops, divided into nine zinc sources, with different mineralogical compositions, binary sources containing different concentrations of zinc and copper in five different doses (0, 6, 9, 12, 18 kg ha-1 Zn) and three secondary materials, source of copper in five doses (0, 1.5 , 3.0, 4.5 and 6.0 kg ha-1 Cu) evaluating efficiency in delivering nutrients and potential contamination of soil and plant. It\'s possible to conclude that secondary materials have great variability regarding the mineralogical and elemental composition, even when originated in similar processes. The AC 2% method is inefficient for materials with higher zinc concentration (>59%) and for matrices with high silicate. The various Pb related forms founded interfere with the quantification in the different used extractants; the official method 3050B underestimates the concentration of Pb depending on the matrix. The agronomic efficiency of Zn sources was similar to or greater than the default font in the first crop evaluation. The Zinc Ash I and Slag Brass II sources had reduced residual effect and lower AEI in the second crop of rice. The binary sources were effective in delivering copper and zinc to soil and plant in relation to their respective pro analyse mixtures in the first crop evaluation. Slag Brass III had lower residual effect in relation to its pro analysis mixture in the evaluation of the AEI, for copper and zinc, in the second crop of rice. Significant correlation between nutrients accumulation and the CNA extractors for Cu and AC 2% for Zn nutrient was observed in Slag Brass III. Cu Ore obtained poor performance in all parameters evaluated for the first crop, relative efficiency index 17% and agronomic efficiency index -65%. In both experiments evaluated any of the materials influence the levels of toxic heavy metals in the soil and plants. The CNA extractor did not correlate significantly with the content of copper accumulated in the rice plant two crops.

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.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-08-22T19:19:04Z No. of bitstreams: 1 EduardoLopes.pdf: 12990864 bytes, checksum: 2b2a568d3fb9037ed627e166e6ff577f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T19:19:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoLopes.pdf: 12990864 bytes, checksum: 2b2a568d3fb9037ed627e166e6ff577f (MD5) Previous issue date: 2007-12-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) / This study aims to perform a physical characterization and to evaluate the environmental impacts provoked by the Ribeira landfill in the Sabino’s bayou, which is part of the basin of Tibiri, in São Luís, state of Maranhão. Physical-chemical and morphometrical analyses have been made, and also bibliographical and cartographical surveys on the sub-basin of Sabino (Sabino’s bayou). As field parameter, pH, water temperature, conductivity, flow velocity of channel, sinuosity, shape of transversal section, area of transversal section and river discharge have been measured. By means of laboratory analyses, oxygen dissolved in water, oxygen biochemical demand and tenors of heavy metals (Pb, Hg, Zn, Cu, Cd, Ni and Fe) have been determined. The results obtained to the circularity index, factor of form and coefficient of compactness show that the sub-basin has an enlongated form being little susceptible to floodings. The concentration of dissolved oxygen is below the level permitted by CONAMA legislation (up to 5 mg/l) in almost all sampled areas. In the first sampled area, it has been detected a high DB05 in several months of the year and the tenors of Hg, Pb, Zn, Cu, and Fe are above the levels permitted by CONAMA legislation, which shows various impacts in the area studied. / Este trabalho teve por objetivo realizar uma caracterização física e avaliar os impactos ambientais provocados pelo Aterro da Ribeira no Igarapé do Sabino, que faz parte da Bacia do Tibiri, em São Luís, Ma. Foram realizadas análises físico-químicas, morfométricas e feitos levantamentos bibliográficos e cartográficos sobre a sub-bacia do Sabino (Igarapé do Sabino). Como parâmetros de campo, foram medidos: pH, temperatura da água, condutividade, velocidade do fluxo do canal fluvial, sinuosidade, forma da seção transversal, área da seção transversal e descarga do rio. Foram determinados, por análises laboratoriais, oxigênio dissolvido na água, demanda bioquímica de oxigênio e teores de metais pesados (Pb, Hg, Zn, Cu, Cd, Ni e Fe). Os resultados obtidos para o índice de circularidade, o fator de forma e o coeficiente de compacidade apontam que a Sub-bacia possui uma forma alongada sendo pouco suscetível a enchentes. A concentração do oxigênio dissolvido está abaixo do permitido pela legislação do CONAMA (até 5 mg/L) em quase todos os pontos amostrados. No primeiro ponto de amostragem foi detectado uma alta DBO5 em vários meses do ano e os teores de Hg, Pb, Zn, Cu e Fe estão acima dos permitidos pela resolução do CONAMA, indicando vários impactos na área estudada.