Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método numérico para análise de problemas parabólicos, como o transporte advectivo-dispersivo de contaminantes no solo e como o adensamento. O método é baseado no conceito das equações adjuntas, sendo uma das possíveis extensões do ELLAM, um dos métodos mais promissores na garantia de convergência em problemas envolvendo números de Courant e Peclet elevados. O objetivo do trabalho é fornecer subsídios para o desenvolvimento futuro de métodos de grande precisão para o estudo de fenômenos acoplados, como o transporte de contaminantes em solos sob adensamento, que deve acontecer em argilas sob aterros sanitários. Desenvolveu-se inicialmente uma implementação do ELLAM com funções de interpolação fixas no tempo-espaço, mais apropriadas para problemas geotécnicos. Uma verificação numérica de sua ordem de convergência mostrou que este tipo de formulação sofre de limitações no número de Courant maiores que a formulação do ELLAM vigente. Posteriormente, desenvolveu-se um método de adjuntos localizados com polinômios de segundo grau (SOLAM - Second Order Localized Adjoint Method). Observou-se que o método também sofre de limitações de convergência para números de Courant e Peclet elevados; no entanto, o método apresentou desempenho para o problema do adensamento em meios heterogêneos superior ao dos métodos de elementos finitos, o que o torna adequado para o estudo de problemas acoplados.

Células de Nicotiana tabacum cv BY-2 foram tratadas por cinco dias com 0,075 e 0,750 mM de NiCl2. A relação entre a toxidade do níquel (Ni) e as reações oxidativas foram estudadas nas células durante a acumulação do metal. A atividade da superóxido dismutase não se alterou na presença do Ni. Entretanto, as atividades da catalase e da guaiacol peroxidase aumentaram às 36 e 72h depois do tratamento com o metal. As atividades da glutationa redutase, da glutationa-Stransferase e da ascorbato peroxidase aumentaram nas primeiras horas do tratamento. A peroxidação lipídica da membrana aumentou somente às 24h do tratamento com o metal. Os resultados sugerem que a desordem oxidativa é resultante dos efeitos da toxidade do Ni nas células de Nicotiana tabacum cv BY-2. / Células de Nicotiana tabacum cv BY-2 foram tratadas por cinco dias com 0,075 e 0,750 mM de NiCl2. A relação entre a toxidade do níquel (Ni) e as reações oxidativas foram estudadas nas células durante a acumulação do metal. A atividade da superóxido dismutase não se alterou na presença do Ni. Entretanto, as atividades da catalase e da guaiacol peroxidase aumentaram às 36 e 72h depois do tratamento com o metal. As atividades da glutationa redutase, da glutationa-Stransferase e da ascorbato peroxidase aumentaram nas primeiras horas do tratamento. A peroxidação lipídica da membrana aumentou somente às 24h do tratamento com o metal. Os resultados sugerem que a desordem oxidativa é resultante dos efeitos da toxidade do Ni nas células de Nicotiana tabacum cv BY-2.

Os ecossistemas costeiros do litoral do Estado de São Paulo apresentam-se ambientalmente degradados, em conseqüência da concentração populacional e instalação de pólos industriais e petroquímicos. O lançamento de rejeitos urbanos, industriais e portuários nos corpos d’água resulta no aporte indiscriminado de poluentes nos ambientes estuarinos. O metal pesado mercúrio (Hg) constitui um dos poluentes de maior risco para o equilíbrio ecológico e saúde humana, justificado pela elevada toxicidade e potencial de bioacumulação e biomagnificação através da cadeia alimentar. O presente trabalho teve por objetivos: (a) determinar o conteúdo de Hg total em solos de manguezais da Baixada Santista (rio Cascalho, Mariana, Crumahú, Irirí e Canal da Cosipa) e Ilha do Cardoso; (b) verificar a influência do preparo de amostras na determinação de Hg em solos estuarinos; (c) analisar parâmetros químicos relacionados à geoquímica do Hg; (d) avaliar a distribuição do conteúdo total de Hg nas frações mais relevantes em solos de manguezais por meio de extração seqüencial. Foi determinado um enriquecimento de Hg nas camadas superficiais dos solos da Baixada Santista e Ilha do Cardoso, porém não foi verificado um padrão uniforme de distribuição das concentrações de Hg total nos perfis amostrados. O manguezal do rio Cascalho e Canal da COSIPA apresentaram elevados teores de Hg (5,65 mg.kg-1 e 1,64 mg.kg-1, respectivamente), caracterizando áreas altamente poluídas. Em uma nova amostragem nos manguezais do rio Cubatão, próximo ao rio Cascalho, os teores de Hg total permaneceram em concentrações superiores ao valor de alerta estabelecido pela CETESB. Em função da variabilidade dos resultados, a influência do preparo de amostras desta natureza foi analisada comparando-se teores totais em amostras úmidas, sem tratamentos prévios de secagem e moagem; secas pelo processo de liofilização, sem posterior moagem; amostras submetidas aos pré-tratamentos de secagem em estufa a 25°C e moagem; amostras submetidas aos pré-tratamentos de secagem em estufa a 180°C e moagem. Uma vez que a umidade em cada sub-amostra pode diferir, a determinação do conteúdo de Hg total na amostra úmida pode ser a causa primária da variabilidade entre os resultados, somada à distribuição desuniforme de raízes e matéria orgânica, e variações texturais. A utilização de amostras secas pelo processo de liofilização e posteriormente moídas pode contribuir para a precisão analítica dos resultados gerados da extração de Hg, em solos de ambientes estuarinos. Com base nos resultados de Eh e pH foi verificado que a quase totalidade das amostras se situam no campo de estabilidade do Hg elementar e em menor proporção no campo de estabilidade do HgS, favorecendo a formação de Hg elementar e o processo de piritização. De acordo com a extração seqüencial, o Hg encontra-se associado principalmente à fração pirítica, enquanto que nas frações mais reativas dos solos, foram determinadas menores concentrações de Hg (frações trocável e solúvel, carbonatos, ferridrita e lepidocrocita), e concentrações ainda relativamente inferiores na fração correspondente às formas cristalinas de ferro, em todas as amostras. / Coastal ecosystems at São Paulo State show a condition of environmental degradation, due to high density of population and presence of industrial and petrochemical poles. The disposal of urban, industrial and harbor wastes into water bodies result in indiscriminate accumulation of pollutants in estuarines soils. Mercury (Hg) constitutes one of the most dangerous pollutants for the ecological balance and human health, because of its high toxicity and potential for bioaccumulation and biomagnification through the food chain. The current study aimed to: (a) determine total content of Hg in mangroves soils from Baixada Santista region (Cascalho, Mariana, Crumahú and Irirí rivers and COSIPA Channel) and Cardoso Island; (b) verify the effects of sample pre-treatments to determine Hg in mangrove soils; (c) analyze chemical parameters related to the geochemistry of Hg; (d) evaluate the distribution of total Hg in the most relevant fractions of mangroves soils using sequential extraction technique. An enrichment in total Hg was observed in the superficial layers of Baixada Santista and Cardoso Island soils, although there was no regular pattern of total Hg distribution at the studied profiles. Mangroves soils from Cascalho River and COSIPA Channel showed high Hg concentrations (5,65 mg.kg-1 e 1,64 mg.kg-1, respectively), characterizing highly polluted areas. Soil samples from Cubatão River, close to Cascalho River, showed total Hg values greater than the alert level established by CETESB. Due to the great data variability the effects of sample pre-treatment were analyzed by comparing the total Hg contents in fresh samples without previous drying and grinding treatments with samples dried by liofilization without later grinding; samples submitted to pre-drying treatments at 25°C and grinding, samples submitted to pre-drying treatments at 180°C and grinding. Since water content may vary from one sample to another, the establishment of total Hg content in fresh samples can be the main cause of results variability, in addition to the non-uniform distribution of root, organic matter and textural variations. The use of liofilized and ground samples may contribute to the analytical precision. Regarding Hg geochemistry, data obtained from Eh-pH correlation evidence that most samples are located in the elemental Hg stability field and, in a smaller proportion, in the HgS stability field, favoring elemental Hg formation and pyritization process. Sequential extraction data show that Hg is mainly associated to the pyritic fraction, followed by the most reactive fractions (soluble, exchangeable, carbonates, ferrihydrite and lepdocrocite fractions), and the fraction corresponding to crystalline iron oxides.

A poluição do solo por metais pesados, pela intensificação das atividades industriais, agrícolas e urbanização, é um problema crescente e responsável por sérios impactos ao ambiente. A contaminação causada por metais pesados em solos tratados com resíduos urbanos é avaliada, freqüentemente, pelos teores totais desses elementos no solo. No entanto, para avaliar seus efeitos nas plantas e na cadeia alimentar, é necessário conhecimento das concentrações biodisponíveis. A área onde foi desenvolvido o presente estudo está contaminada por metais oriundos de resíduo disposto no local, que se localiza na zona rural do município de Piracicaba, num Neossolo Litólico em associação com Cambissolo. Uma vez detectada a contaminação, foram aplicadas 10 t ha-1 de calcário dolomítico e realizada aração a 20 cm. Objetivou-se com este trabalho avaliar: i) os teores biodisponíveis de Ba, Cu, Pb, Ni e Zn por meio de dois extratores; ii) a distribuição dos elementos nas frações por meio da extração seqüencial; iii) a especiação de cátions e ânions nas soluções, e iv) emissão de gases do efeito estufa na discriminação de áreas de cana-de-açúcar impactadas ou não pela aplicação de resíduos. As amostras foram coletadas nas camadas de 0 a 0,2 m (que continha mistura de solo + resíduo), 0,2 a 0,4 m (continha somente resíduo) e 0,4 a 0,6 m (somente solo) na área contaminada, numa área próxima, cultivada com cana-de-açúcar e numa área de mata (controle). Os teores totais de metais na área estiveram acima dos valores de intervenção agrícola estabelecidos pela Cetesb, e os teores biodisponíveis extraídos por Mehlich-III foram oito vezes maiores que os extraídos por DTPA. A variação dos valores entre as repetições foi maior quando foi usada a resina trocadora de íons do que quando foram utilizados os extratores Mehlich-I e KCl. A resina extraiu maiores teores dos elementos do que os demais extratores. Nas amostras contendo resíduo, os metais se concentraram, principalmente, nas frações pouco disponíveis (residual, óxidos e carbonatos). O Ba e o Pb predominaram na fração residual, enquanto o Ni foi o metal que se apresentou mais disponível nas amostras das áreas de cana-de-açúcar e de mata. O Cu esteve distribuído, na maior parte, entre as frações residual e ligada aos óxidos, com exceção da amostra contendo resíduo, na qual a fração ligada a carbonatos foi expressiva. Nas amostras de resíduo o Zn esteve, na maior parte, distribuído entre as frações residual e ligada a carbonatos, enquanto nas amostras controle esteve, principalmente, ligado à matéria orgânica e aos óxidos. Os metais apresentaram-se, predominantemente, nas formas hidroxiladas, com exceção do Ba, que esteve como íon Ba2+. Houve efeito da aplicação do resíduo na emissão de gases do efeito estufa, sendo o CH4 o gás que mais contribuiu para esse efeito, seguido pelo CO2. / Soil pollution by heavy metals due the intensification of industrial activities, agriculture and urbanization has promoted serious impacts in the environment. The contamination caused by heavy metals in soil amended with urban waste-residues is often evaluated taking into account the total content of the elements in the soil. However, the knowledge of their bioavailable concentration is required when evaluating their effects in plants and in food chain. This study was carried out in an agricultural area contaminated with heavy metals derived from a residue. The site is located in Piracicaba, São Paulo state, Brazil, and the prevailing soil is Entisol associated with Inceptisol. Once detected the contamination, 10 t ha-1 of a dolomitic lime were applied followed by a mouldboard ploughing (20 cm deep). The objective this study was to evaluate: i) bioavailable concentration of Ba, Cu, Pb, Ni e Zn by using two extractants; ii) the distribution of these elements in soil fractions by means of sequential extraction; iii) speciation of cations and anions in the soil solution, and iv) greenhouse gas emissions. Samples were collected in three depths: 0-0.2m (containing a mixture of soil + residue); 0.2-0.4m (containing residue only); and 0.4-0.6m (containing soil only) in the contaminated area and in two adjacent areas, one of them cultivated with sugarcane, where the residue was not applied, and the other one was a forest area (control). Total metals contents in the contaminated area were higher than the agricultural intervention values established by the Company of Environmental and Sanitation Technology of the State of São Paulo, and the bioavailable contents extracted by Mehlich III were eight-fold higher than those extracted by DTPA. The standard deviation among the replicates was higher when the ionic resin was used than Mehlich-I and KCl extractants. The resin extracted higher amounts of elements than the other extractants. In the samples containing residue, the metals were found, mainly, in the low available fractions (residual, oxides and carbonates). Ba and Pb were predominantly found in the residual fraction, while Ni was more available in the samples from the sugarcane and the forest areas. Cu was distributed between the residual and the oxides fractions, excepting in the sample containing residue, where the carbonate fraction was expressive. Zn contents were distributed in the residue samples between the residual and the carbonate fractions. On the other hand, this element was found mainly on the organic matter and in the oxide fractions of the samples from the control area (forest). All the heavy metals were, predominantly, as hydroxilated species, excepting for Ba, found as Ba2+. The application of the residue affected the emission of greenhouse gas, and CH4 was the gas that has more contributed for this effect, followed by CO2.

A constatação do crescente acúmulo de lixo, proveniente de plásticos sintéticos que agridem o ecossistema, principalmente o solo, devido ao longo tempo de permanência no ambiente, levou à idéia de desenvolvimento de plásticos biodegradáveis para substituição parcial dos plásticos de origem petroquímica. No presente trabalho, conduzido em laboratório, analisouse a biodegradação da blenda poli (?-caprolactona) e amido de milho adipatado (PCL/A) e do polietileno. Após a etapa de biodegradação foi avaliado o impacto da adição daqueles materiais na microbiota do solo e testada a toxicidade do plástico no solo sobre a emergência e desenvolvimento de plântulas de arroz (Oryza sativa L.), cultivar 202 IAC. Foram usados dois solos: Nitossolo Vermelho eutroférrico com textura argilosa e Argissolo Vermelho Amarelo distrófico com textura arenosa. Os plásticos utilizados no experimento foram incorporados em três diferentes granulometrias: 0,007, 0,196 e 19,5 cm2. Para cada granulometria foram incorporadas ás amostras de solo seis doses de plástico equivalentes a 0, 50, 100, 150, 200 e 250 mg C 100g-1 de solo. O delineamento experimental, para cada solo, foi inteiramente casualizado, com três repetições, em fatorial: na fase de biodegradação: 6 x 2 x 3 (6 doses, 2 plásticos e 3 granulometrias), para as análises microbiológicas e para a fase de toxicidade do plástico no solo 5 x 2 x 1(5 doses, 2 plásticos e 1 granulometria). Cada dose de plástico foi incorporada em 200g de terra dentro de frasco respirométrico hermeticamente fechado a 28°C. A mineralização do plástico foi determinada pela captura de CO2 liberado durante um período de 120 dias. Confirmou-se mais uma vez que o polietileno é um material quase não biodegradável sendo que a dose e a granulometria não afetam sua mineralização. O PCL/A é um material biodegradável. No solo argiloso a maior porcentagem de mineralização foi de 72,47 % e para o arenoso de 60,46%, na granulometria 0,007 cm2 e dose 50 mg C 100g-1 de solo, em 120 dias foi observado que a textura do solo é fator que afeta a mineralização de compostos orgânicos, sendo esta maior em solo de textura argilosa. Nas maiores doses de PCL/A, independentemente do tipo de solo, a porcentagem de biodegradação diminuiu, provavelmente pelo aumento do conteúdo orgânico adicionado, que pode ter suplantado a capacidade de degradação dos microrganismos contidos nos solos. Não houve alterações no carbono e nitrogênio da biomassa microbiana do solo pela adição de polietileno e PCL/A. Em teste de toxicidade do plástico no solo avaliada através da emergência e desenvolvimento de plântulas de arroz (Oryza sativa L.) cultivar 202 IAC, o polietileno e o PCL/A mostraram-se inertes, não alterando a porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação das sementes, a massa seca da parte aérea e a massa seca da raiz das plântulas. / Evidences of the increasing amount of waste coming from synthetic plastics that damage the ecosystem, mainly the soil, due to their long permanence in the environment, suggested the idea of developing biodegradable plastics in order to partially replace plastic of petrochemical origin. The current trial, accomplished at laboratorial conditions, was firstly developed to analyse the biodegradation of poly (?-caprolactone) and adipate modified corn starch blend (PCL/A) and of polyethylene. After wards e the impact of the addition of these materials on the soil microbiota was evaluated and the toxicity of plastic in the soil during the emergence and development of rice seedlings (Oryza sativa L.) 202 IAC cultivar was tested as well. Two types of soil were used: Red Dusky Podzol with clayey texture and Paleudult (Ultisol) soil with sandy texture. The plastics used in this experiment were added in three different granulometries: 0.007; 0.196 and 19.5 cm2. For each granulometry, six doses were added to the soil samples, 0; 50; 100; 150; 200 and 250 mg C 100g-1 of soil. For each soil, the experiment had a completely randomized factorial design, with three replications: for biodegradation, 6 x 2 x 3 (6 doses, 2 plastics and 3 granulometries); in the microbiological test and in the toxicity test in the soil 5 x 2 x 1(5 doses, 2 plastics and 1 granulometry). Each plastic dose was added to 200g of soil and placed in a hermetically closed respirometric jar at 28°C. The plastic mineralization was determined by CO2 evolution during a 120 day period. Once again it was confirmed that polyethylene is an almost non biodegradable material considering that the dosage and the granulometry do not affect the mineralization. The PCL/A is a biodegradable material. For the clayey soil the mineralization percentage was 72.47 % and for the sandy one, it was 60.46%, in 120 days, for granulometry 0.007 cm2 and dosage 50 mg C 100g-1 of soil. Soil texture affects the kynetics mineralization of the plastic probes, being higher for clayey soil. In the highest dosages of PCL/A, regardless the type of soil, the biodegradation percentage decreased, probably because of the increase in the organic content added, that may have surmounted the degradation capacity of soil microorganisms. There were no changes in the carbon and nitrogen of soil microbiological biomass by adding polyethylene and PCL/A. During the tests of plastic toxicity in the soil, evaluated by the emergence and development of rice seedlings (Oryza sativa L.) 202 IAC cultivar, the polyethylene and the PCL/A showed no effect, without changes on the germination percentage, speed of seed emergence index, shoot and root dry matter mass of seedlings.

As antigas áreas industriais na cidade de São Paulo têm sofrido uma progressiva perda das suas funções originais, tornando-se objeto de intensas transformações, particularmente no que diz respeito ao reaproveitamento dos imóveis e ao padrão de ocupação do solo existente, mediante a implantação de grandes empreendimentos imobiliários e a introdução de atividades totalmente diversas daquelas que as haviam caracterizado no passado. As formas pregressas de uso dessas áreas tornam possível a ocorrência de contaminação do solo e das águas subterrâneas, o que exige cuidados e procedimentos específicos para o reúso de terrenos ali localizados. Tendo como objeto de estudo a reutilização de antigas áreas industriais em processo de transformação na cidade de São Paulo, a presente tese parte da hipótese principal de que a construção de paisagens pós-industriais, sob a perspectiva da recuperação da função dos espaços urbanos e da garantia das condições de saúde pública e da sustentabilidade ambiental, só pode ser concebida no âmbito de um processo de gerenciamento de áreas contaminadas que contemple as dimensões interdisciplinar e interinstitucional da questão e leve em consideração a participação dos atores envolvidos. Tendo em vista que a reabilitação de áreas contaminadas abrange as dimensões básicas abordadas pelo que se passou a denominar sustentabilidade, a pesquisa teve início com o levantamento das diversas concepções adquiridas pelo termo, assim como das alterações ocorridas nas relações entre homem e natureza e suas implicações sobre as transformações observadas na paisagem ao longo do tempo, por meio de pesquisa bibliográfica. O tratamento dado ao problema das áreas contaminadas foi analisado a partir da forma de atuação fragmentada do poder público, mediante exemplos que demonstram a total ausência de integração entre os seus diferentes setores, e também do levantamento de instrumentos de incentivo à reabilitação de áreas contaminadas e de experiências internacionais sobre o tema. Considera-se, por fim, que além da visão interdisciplinar e interinstitucional, a reabilitação das áreas contaminadas na cidade depende da forma de atuação do poder público e da existência de mecanismos de incentivo. / The old industrial areas in the city of São Paulo have suffered a progressive loss of their former functions, becoming object of intense transformations, particularly concerning the use of the properties and the existing pattern of occupation of the land, through the construction of huge real estate projects and the introduction of activities totally different from those ones which characterized them in the past. The former uses of these areas make possible the occurrence of soil and groundwater contamination, what requires cares and specific procedures to reuse of the sites located in those places. Taking the reutilization of the old industrial areas in process of transformation in the city of São Paulo as the object of study, the present thesis starts from the main hypothesis that the construction of post-industrial landscapes, under the perspective of the urban space function recovery and the guarantee of the health public and the environmental sustainability, can only be conceived within the scope of a contaminated sites management process which satisfies the interdisciplinary and inter-institutional dimensions and takes into account the stakeholders involved in it. Considering that the rehabilitation of contaminated sites covers the basic dimensions treated by what was called sustainability, the research started with the survey of the various conceptions acquired by the term, as well as the changes occurred in the relationship between man and nature and its implications on the transformations of the landscape along the time, by means of bibliographical research. The treatment given to the contaminated sites issue was analyzed from the fragmented way of acting of the public administration, by means of examples which demonstrate the total lack of integration among their different sectors, and also from the survey of incentive instruments for the rehabilitation of contaminated sites and international experiences on the theme. At last, it\'s considered that, beyond the interdisciplinary and inter-institutional view, the rehabilitation of the contaminated areas in the city depends on the way the public sector acts and the existence of incentive mechanisms as well.

Os ecossistemas costeiros do litoral do Estado de São Paulo apresentam-se ambientalmente degradados, em conseqüência da concentração populacional e instalação de pólos industriais e petroquímicos. O lançamento de rejeitos urbanos, industriais e portuários nos corpos d’água resulta no aporte indiscriminado de poluentes nos ambientes estuarinos. O metal pesado mercúrio (Hg) constitui um dos poluentes de maior risco para o equilíbrio ecológico e saúde humana, justificado pela elevada toxicidade e potencial de bioacumulação e biomagnificação através da cadeia alimentar. O presente trabalho teve por objetivos: (a) determinar o conteúdo de Hg total em solos de manguezais da Baixada Santista (rio Cascalho, Mariana, Crumahú, Irirí e Canal da Cosipa) e Ilha do Cardoso; (b) verificar a influência do preparo de amostras na determinação de Hg em solos estuarinos; (c) analisar parâmetros químicos relacionados à geoquímica do Hg; (d) avaliar a distribuição do conteúdo total de Hg nas frações mais relevantes em solos de manguezais por meio de extração seqüencial. Foi determinado um enriquecimento de Hg nas camadas superficiais dos solos da Baixada Santista e Ilha do Cardoso, porém não foi verificado um padrão uniforme de distribuição das concentrações de Hg total nos perfis amostrados. O manguezal do rio Cascalho e Canal da COSIPA apresentaram elevados teores de Hg (5,65 mg.kg-1 e 1,64 mg.kg-1, respectivamente), caracterizando áreas altamente poluídas. Em uma nova amostragem nos manguezais do rio Cubatão, próximo ao rio Cascalho, os teores de Hg total permaneceram em concentrações superiores ao valor de alerta estabelecido pela CETESB. Em função da variabilidade dos resultados, a influência do preparo de amostras desta natureza foi analisada comparando-se teores totais em amostras úmidas, sem tratamentos prévios de secagem e moagem; secas pelo processo de liofilização, sem posterior moagem; amostras submetidas aos pré-tratamentos de secagem em estufa a 25°C e moagem; amostras submetidas aos pré-tratamentos de secagem em estufa a 180°C e moagem. Uma vez que a umidade em cada sub-amostra pode diferir, a determinação do conteúdo de Hg total na amostra úmida pode ser a causa primária da variabilidade entre os resultados, somada à distribuição desuniforme de raízes e matéria orgânica, e variações texturais. A utilização de amostras secas pelo processo de liofilização e posteriormente moídas pode contribuir para a precisão analítica dos resultados gerados da extração de Hg, em solos de ambientes estuarinos. Com base nos resultados de Eh e pH foi verificado que a quase totalidade das amostras se situam no campo de estabilidade do Hg elementar e em menor proporção no campo de estabilidade do HgS, favorecendo a formação de Hg elementar e o processo de piritização. De acordo com a extração seqüencial, o Hg encontra-se associado principalmente à fração pirítica, enquanto que nas frações mais reativas dos solos, foram determinadas menores concentrações de Hg (frações trocável e solúvel, carbonatos, ferridrita e lepidocrocita), e concentrações ainda relativamente inferiores na fração correspondente às formas cristalinas de ferro, em todas as amostras. / Coastal ecosystems at São Paulo State show a condition of environmental degradation, due to high density of population and presence of industrial and petrochemical poles. The disposal of urban, industrial and harbor wastes into water bodies result in indiscriminate accumulation of pollutants in estuarines soils. Mercury (Hg) constitutes one of the most dangerous pollutants for the ecological balance and human health, because of its high toxicity and potential for bioaccumulation and biomagnification through the food chain. The current study aimed to: (a) determine total content of Hg in mangroves soils from Baixada Santista region (Cascalho, Mariana, Crumahú and Irirí rivers and COSIPA Channel) and Cardoso Island; (b) verify the effects of sample pre-treatments to determine Hg in mangrove soils; (c) analyze chemical parameters related to the geochemistry of Hg; (d) evaluate the distribution of total Hg in the most relevant fractions of mangroves soils using sequential extraction technique. An enrichment in total Hg was observed in the superficial layers of Baixada Santista and Cardoso Island soils, although there was no regular pattern of total Hg distribution at the studied profiles. Mangroves soils from Cascalho River and COSIPA Channel showed high Hg concentrations (5,65 mg.kg-1 e 1,64 mg.kg-1, respectively), characterizing highly polluted areas. Soil samples from Cubatão River, close to Cascalho River, showed total Hg values greater than the alert level established by CETESB. Due to the great data variability the effects of sample pre-treatment were analyzed by comparing the total Hg contents in fresh samples without previous drying and grinding treatments with samples dried by liofilization without later grinding; samples submitted to pre-drying treatments at 25°C and grinding, samples submitted to pre-drying treatments at 180°C and grinding. Since water content may vary from one sample to another, the establishment of total Hg content in fresh samples can be the main cause of results variability, in addition to the non-uniform distribution of root, organic matter and textural variations. The use of liofilized and ground samples may contribute to the analytical precision. Regarding Hg geochemistry, data obtained from Eh-pH correlation evidence that most samples are located in the elemental Hg stability field and, in a smaller proportion, in the HgS stability field, favoring elemental Hg formation and pyritization process. Sequential extraction data show that Hg is mainly associated to the pyritic fraction, followed by the most reactive fractions (soluble, exchangeable, carbonates, ferrihydrite and lepdocrocite fractions), and the fraction corresponding to crystalline iron oxides.

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

A poluição do solo por metais pesados, pela intensificação das atividades industriais, agrícolas e urbanização, é um problema crescente e responsável por sérios impactos ao ambiente. A contaminação causada por metais pesados em solos tratados com resíduos urbanos é avaliada, freqüentemente, pelos teores totais desses elementos no solo. No entanto, para avaliar seus efeitos nas plantas e na cadeia alimentar, é necessário conhecimento das concentrações biodisponíveis. A área onde foi desenvolvido o presente estudo está contaminada por metais oriundos de resíduo disposto no local, que se localiza na zona rural do município de Piracicaba, num Neossolo Litólico em associação com Cambissolo. Uma vez detectada a contaminação, foram aplicadas 10 t ha-1 de calcário dolomítico e realizada aração a 20 cm. Objetivou-se com este trabalho avaliar: i) os teores biodisponíveis de Ba, Cu, Pb, Ni e Zn por meio de dois extratores; ii) a distribuição dos elementos nas frações por meio da extração seqüencial; iii) a especiação de cátions e ânions nas soluções, e iv) emissão de gases do efeito estufa na discriminação de áreas de cana-de-açúcar impactadas ou não pela aplicação de resíduos. As amostras foram coletadas nas camadas de 0 a 0,2 m (que continha mistura de solo + resíduo), 0,2 a 0,4 m (continha somente resíduo) e 0,4 a 0,6 m (somente solo) na área contaminada, numa área próxima, cultivada com cana-de-açúcar e numa área de mata (controle). Os teores totais de metais na área estiveram acima dos valores de intervenção agrícola estabelecidos pela Cetesb, e os teores biodisponíveis extraídos por Mehlich-III foram oito vezes maiores que os extraídos por DTPA. A variação dos valores entre as repetições foi maior quando foi usada a resina trocadora de íons do que quando foram utilizados os extratores Mehlich-I e KCl. A resina extraiu maiores teores dos elementos do que os demais extratores. Nas amostras contendo resíduo, os metais se concentraram, principalmente, nas frações pouco disponíveis (residual, óxidos e carbonatos). O Ba e o Pb predominaram na fração residual, enquanto o Ni foi o metal que se apresentou mais disponível nas amostras das áreas de cana-de-açúcar e de mata. O Cu esteve distribuído, na maior parte, entre as frações residual e ligada aos óxidos, com exceção da amostra contendo resíduo, na qual a fração ligada a carbonatos foi expressiva. Nas amostras de resíduo o Zn esteve, na maior parte, distribuído entre as frações residual e ligada a carbonatos, enquanto nas amostras controle esteve, principalmente, ligado à matéria orgânica e aos óxidos. Os metais apresentaram-se, predominantemente, nas formas hidroxiladas, com exceção do Ba, que esteve como íon Ba2+. Houve efeito da aplicação do resíduo na emissão de gases do efeito estufa, sendo o CH4 o gás que mais contribuiu para esse efeito, seguido pelo CO2. / Soil pollution by heavy metals due the intensification of industrial activities, agriculture and urbanization has promoted serious impacts in the environment. The contamination caused by heavy metals in soil amended with urban waste-residues is often evaluated taking into account the total content of the elements in the soil. However, the knowledge of their bioavailable concentration is required when evaluating their effects in plants and in food chain. This study was carried out in an agricultural area contaminated with heavy metals derived from a residue. The site is located in Piracicaba, São Paulo state, Brazil, and the prevailing soil is Entisol associated with Inceptisol. Once detected the contamination, 10 t ha-1 of a dolomitic lime were applied followed by a mouldboard ploughing (20 cm deep). The objective this study was to evaluate: i) bioavailable concentration of Ba, Cu, Pb, Ni e Zn by using two extractants; ii) the distribution of these elements in soil fractions by means of sequential extraction; iii) speciation of cations and anions in the soil solution, and iv) greenhouse gas emissions. Samples were collected in three depths: 0-0.2m (containing a mixture of soil + residue); 0.2-0.4m (containing residue only); and 0.4-0.6m (containing soil only) in the contaminated area and in two adjacent areas, one of them cultivated with sugarcane, where the residue was not applied, and the other one was a forest area (control). Total metals contents in the contaminated area were higher than the agricultural intervention values established by the Company of Environmental and Sanitation Technology of the State of São Paulo, and the bioavailable contents extracted by Mehlich III were eight-fold higher than those extracted by DTPA. The standard deviation among the replicates was higher when the ionic resin was used than Mehlich-I and KCl extractants. The resin extracted higher amounts of elements than the other extractants. In the samples containing residue, the metals were found, mainly, in the low available fractions (residual, oxides and carbonates). Ba and Pb were predominantly found in the residual fraction, while Ni was more available in the samples from the sugarcane and the forest areas. Cu was distributed between the residual and the oxides fractions, excepting in the sample containing residue, where the carbonate fraction was expressive. Zn contents were distributed in the residue samples between the residual and the carbonate fractions. On the other hand, this element was found mainly on the organic matter and in the oxide fractions of the samples from the control area (forest). All the heavy metals were, predominantly, as hydroxilated species, excepting for Ba, found as Ba2+. The application of the residue affected the emission of greenhouse gas, and CH4 was the gas that has more contributed for this effect, followed by CO2.

O Brasil ocupa a quarta posição entre os maiores produtores mundiais de carne suína. Destaque nacional deve ser dado ao estado de Santa Catarina, que detém 25% da produção do Brasil. Em Santa Catarina, a intensificação da produção em pequena área territorial gera um grande aporte anual de dejetos de suínos por unidade de área agrícola. Isso se deve ao fato de que a alternativa mais utilizada para descarte desses resíduos é a sua aplicação como fertilizante agrícola, prática que tem gerado um dos maiores problemas de poluição ambiental, especialmente na região Oeste Catarinense. Poucos trabalhos com intuito de avaliar a toxicidade desse material aos organismos edáficos e sua interação com diferentes classes texturais de solos podem ser encontrados. Para avaliação desta toxicidade, uma ferramenta utilizada internacionalmente, e cada vez mais frequentemente no Brasil, é a ecotoxicologia terrestre. Esta técnica é utilizada para avaliar efeitos de substâncias que, quando adicionadas aos solos, causam impactos em organismos, mensurando as respostas de alterações na taxa de letalidade, reprodução, desenvolvimento e comportamento de organismos edáficos padronizados. Desta maneira, este estudo objetivou avaliar por meio de testes ecotoxicológicos os efeitos de doses crescentes de dejeto de suínos (D0: 0 m3 ha-1; D1: 25 m3 ha-1; D2: 50 m3 ha-1; D3: 75 m3 ha-1 e 100 m3 ha-1), em diferentes tipos de solo (Argissolo Vermelho Eutrófico S2; Latossolo Vermelho Distrófico S3 e Neossolo Quartzarênico S4 e Solo Artificial Tropical S1) na sobrevivência, reprodução e comportamento de minhocas (Eisenia andrei) e colêmbolos (Folsomia candida), através de metodologias padronizadas internacionalmente. Os resultados das avaliações com Eisenia andrei mostraram que no solo com menor teor de argila a toxicidade do dejeto causou letalidade de 100% dos indivíduos nas duas maiores doses testadas. Para os testes de toxicidade crônica, avaliando o potencial reprodutivo, as doses testadas em Neossolo Quartzarênico tiveram efeitos negativos em Eisenia andrei, mas nos outros solos não ocorreu efeito perceptível. Os resultados obtidos para testes com Folsomia candida mostraram toxicidade em todas as doses testadas, causando letalidade significativa dos indivíduos na menor dose de dejeto aplicada e, baseado nessa resposta, doses menores foram usadas para avaliar efeito crônico e no comportamento (0 m3 ha-1, 10 m3 ha-1, 15 m3 ha-1, 20 m3 ha-1 e 25 m3 ha-1). Os efeitos das doses usadas para o teste de reprodução foram significativamente diferentes dos observados no controle causando redução no número de juvenis gerados em todos os solos testados. As doses D3 e D4 no S2, assim como todas as doses no S3 causaram significativa fuga de colêmbolos para o solo não contaminado. Os resultados obtidos revelam a importância da utilização de solos naturais de diferentes texturas e diferentes organismos na avaliação de toxicidade de dejetos de suínos e também mostram que nesse caso os resultados dos testes com solo artificial tropical não podem ser extrapolados para solos naturais. / Brazil occupies the fourth place worldwide among the largest swine producers. National highlight should be given to Santa Catarina State, which stands for 25% of this production. In this state, the intensification of the production in a small area leads to a yearly huge supply of swine manure per unit of agricultural area. This is due to the fact that the most used methods to dispose swine manure is its application as a fertilizer on soils, which has been causing one of the largest environmental pollution problems, especially in the Western region of Santa Catarina State. Very few studies are available aiming to evaluate swine manure toxicity on edaphic organisms and its interaction with different textural classes of soil. To evaluate this toxicity ecotoxicology has been used around the world, and increasingly in Brazil. This technique is used to assess the effects of substances that, when applied on soil, cause impacts on the organisms, measuring their responses with regard to mortality rates, reproduction, development and behavior of soil organisms. Thus, this study aimed to evaluate, by means of ecotoxicological tests the effects of increasing swine manure doses (D0: 0 m3 ha-1; D1: 25 m3 ha-1; D2: 50 m3 ha-1; D3: 75 m3 ha-1 e 100 m3 ha-1) in different types of soil (Ultisols - S2; Oxisol S3 and Entisols S4) and in an Tropical Artificial Soil S1, on the survival, reproduction and behavior of earthworms (Eisenia andrei) and springtails (Folsomia candida), using standard international methodologies. The results of Eisenia andrei evaluations showed that, in sandy soils, swine manure toxicity caused 100% mortality of the organisms at the two largest doses tested. For chronic toxicity tests, evaluating the reproductive potential, there were negative effects of tested doses on Eisenia andrei in Entisols, but for the other soils there was no perceptible effect. The results of Folsomia candida tests showed toxicity for all the tested doses, causing significant mortality of the organisms even at the smallest dose applied. Therefore, smaller doses were used to evaluate chronic and behavioral effects (0 m3 ha-1, 10 m3 ha-1, 15 m3 ha-1, 20 m3 ha-1 e 25 m3 ha-1). The effects of applied doses for the reproduction test were highly different from those observed in the control treatment, always causing reduction in the number of produced juveniles for all types of soil tested. The D3 and D4 doses for S2, as well as, all the doses for S3, showed significant avoidance of springtails towards the uncontaminated soil. These data show the importance of the usage of natural soils with different textural classes and also different organisms in the evaluation of swine manure toxicity. Also, they show that the results for artificial tropical soils cannot be extrapolated to natural soils.