Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7687805 bytes, checksum: f7e347c729638e415776b180d5b42d9a (MD5) Previous issue date: 2012-09-26 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Although the conception of contaminated areas is not new in Brazil, managing contaminated areas is a relatively recent activity. Among the tools used in the management of contaminated areas are the guiding values, adopted to support decisions, not only in order to protect the quality of soil and groundwater, as well as pollution control. In Minas Gerais, according to COPAM Normative Resolution N° 166, dated 29 June 2011, in line with the CONAMA Resolution N°. 420 of 28.12.2009, the guiding values are "concentrations of chemicals that provide guidance on quality and changes in soil and groundwater." Three values are considered: 1) Quality Reference Value (VRQ) which is determined from the natural background soil of a region, 2) Prevention Value (VP) which is the concentration of a substance in soil above changes which may occur detrimental to of soil and groundwater quality, and 3) Research Value (VI) which is the concentration of a substance in soil or groundwater above which there are potential risks, direct or indirect, to human health. The current VP was obtained through national literature review, considering that the VP would equal "the lowest concentration that causes some phytotoxicity as well as the maximum permissible concentrations for sludge application in agricultural soils" (CETESB, 2001). The sources consulted, however, refer to work done in Japan ("Heavy Metals in soils of Japan" to Kitagishi, 1981), to establish the maximum allowable limit for As in lowland soils as 15 mg kg-1 (current VP for As). The ecotoxicological risk calculated for soil organisms was not considered, as this information was not available in the national literature. Aiming ecotoxicological risk definition of the element Arsenic (As) for soil organisms in Minas Gerais state were tested according to the acute toxicity standard tests ISO - 11269-2:2005, six soils divided into two groups: 1) Low background of As: two OXISOLS (LVdf and LAd) and an Inceptisol (CXbd), in which have been tested increasing doses of As (0, 15, 150, 1500 and 3000 mg kg - 1) 2 ) High background of As: two Udorthents of Paracatu, MG; As level > 2000 mg kg -1 (Paracatu Formation) (RLd-P1 and RLd-P2) and a Udorthent from Santa Barbara, MG (RLd-SB) (Banded Iron Formation; BIF - Supergroup Rio das Velhas) (As = 28 mg kg -1). In the first group was also evaluated the effect of incubation time (24 hours and 6 weeks) of a soluble source of As on the toxicity over soy (Glicyne max), sorghum (Sorghum bicolor) and earthworms (Eisenia andrei), the maximum arsenic adsorption capacity (CMA-As), determinated bt Langmuir isotherms and also soil arsenic adsorption. In this case, the evaluation of soil arsenic adsorption was performed by sequential extraction proposed by Wenzel, 2001. The dose that caused a 50% growth reduction (EC 50) of soybean and sorghum seedlings was dependent of the CMA-As, which is dependent of the content and type of clay of each soil. The EC 50 ranged from 120 to 2500 mg kg -1, where the soil LAd with the smallest CMA-As, incubated for 24 h was the most restrictive condition while the soil LVdf, with the greatest CMA-As, incubated for six weeks was the less restrictive condition. The most labile, considered bioavailable form of added arsenic significantly decreased over time. In contrast, less labile forms increased with incubation time. The soils with high background showed that the greatest part of arsenic is contented only in less labile forms and, consequently, showed no acute toxicity for soybean and sorghum biomass, which did not significantly differs from the control. With these results we discussed the prevention values (VP) for As, following the Dutch Preliminary Risk Assessment methodology, commensurate with the environmental conditions of Minas Gerais state. The values obtained ranged from 20 mg kg -1 for the most restrictive conditions, up to 258 mg kg -1 for soil with higher arsenic adsorption capacity. It was also found that this value tends to be higher in case of natural or geogenic contamination, very common in Minas Gerais, in relation to the prevailing value in the state law, that is equal to 15 mg kg -1. / Embora o conceito de áreas contaminadas não seja novidade, no Brasil o gerenciamento de áreas contaminadas é relativamente recente. Entre as ferramentas utilizadas no gerenciamento de áreas contaminadas estão os valores orientadores, adotados para subsidiar decisões, não só visando a proteção da qualidade dos solos e das águas subterrâneas, como também o controle da poluição. Em Minas Gerais, segundo a Deliberação Normativa COPAM Nº 166, de 29/06/2011, em consonância com a Resolução do CONAMA N° 420 de 28/12/2009, os valores orientadores são concentrações de substâncias químicas que fornecem orientação sobre a qualidade e as alterações do solo e da água subterrânea . São considerados três valores, denominados: 1) Valor de Referência de Qualidade (VRQ) que é determinado a partir do background natural dos solos de uma região; 2) Valor de Prevenção (VP) que é a concentração de determinada substância no solo acima da qual podem ocorrer alterações prejudiciais à qualidade do solo e da água subterrânea e 3) Valor de Investigação (VI) que é a concentração de determinada substância no solo ou na água subterrânea acima da qual existem riscos potenciais, diretos ou indiretos, à saúde humana. Os VP vigentes foram obtidos por meio de revisão da literatura nacional, considerando-se que o VP seria igual a menor concentração que causa alguma fitotoxicidade, bem como as concentrações máximas permitidas para aplicação de lodo em solos agrícolas (CETESB, 2001). As fontes consultadas, no entanto, remetem a trabalho realizado no Japão ( Heavy Metals in soils of Japan de Kitagishi, 1981), para estabelecer o limite máximo permitido para As em solos de várzea como sendo 15 mg kg-1 (VP vigente para As). O risco ecotoxicológico calculado para organismos do solo não foi considerado, pois esta informação não estava disponível na literatura nacional. Visando a definição do risco ecotoxicológico do elemento Arsênio (As) para organismos do solo em MG foram testados, conforme as normas para ensaios de toxidez aguda para plantas superiores ISO 11.269-2:2005, seis solos divididos em dois grupos: 1) Baixo background de As: um LATOSSOLO VERMELHO distroférrico (LVdf); um LATOSSOLO AMARELO distrófico (LAd) e um CAMBISSOLO HÁPLICO Tb distrófico (CXbd), onde foram testados os efeitos de doses crescentes de As (0, 15, 150, 1500 e 3000 mg kg-1); 2) Elevado background de As: dois NEOSSOLO LITÓLICO distrófico, do município de Paracatu, MG, com teor de As maior que 2000 mg kg-1 (Formação Paracatu) (RLd -A e RLd -B); e um NEOSSOLO LITÓLICO distrófico proveniente de Santa Bárbara, MG (RLd -SB) (Formação Bandada de Ferro; BIF Supergrupo Rio das Velhas) (teor de As = 28 mg kg-1). No primeiro grupo também foi avaliado o efeito do tempo de incubação (24h e 6 semanas) de uma fonte solúvel de As sobre a toxidez para soja (Glicyne max) e sorgo (Sorghum bicolor), a capacidade máxima de adsorção de arsênio (CMA-As) determinada por meio de isotermas de Langmuir e a adsorção deste elemento no solo. A avaliação da adsorção foi realizada por meio de extração sequencial proposta por Wenzel, 2001. Também foi realizado um teste preliminar de toxidez de As para minhocas terrestres (Eisenia andrei). A dose de As que causou redução de 50% do crescimento (EC50) das plântulas de soja e sorgo mostrou-se dependente da capacidade máxima de adsorção de Arsênio (CMA-As), a qual é dependente do teor e do tipo de argila de cada solo. A EC50 variou de 120 a 2500 mg kg-1, sendo o solo LAd, com a menor CMA-As, incubado por 24 h, a condição mais restritiva e o solo LVdf, com a maior CMA-As, incubado por seis semanas, a condição menos restritiva. As formas mais lábeis, consideradas biodisponíveis, do As adicionado foram significativamente diminuídas com o passar do tempo. Em contrapartida, as formas menos lábeis aumentaram com o tempo de incubação. Os solos com elevado background apresentaram a maior parte do As apenas em formas menos lábeis e, como consequência não mostraram toxidez aguda às plantas de soja e sorgo cuja biomassa não diferiu significativamente do controle. Diante destes resultados, são discutidos valores de prevenção (VP) para As, segundo metodologia Holandesa de Avaliação de Risco Preliminar, condizentes com a realidade das condições ambientais do Estado de Minas Gerais. Os valores obtidos, variaram desde 20 mg kg-1, para a condição mais restritiva, até 258 mg kg-1, para o solo com maior capacidade de adsorção de As. Verificou-se, também, que este valor tende a ser ainda maior para o caso de contaminação natural ou geogênica, muito comum no Estado de Minas Gerais, em relação ao valor vigente na legislação estadual que é igual a 15 mg kg-1.

Os elementos potencialmente tóxicos (EPTs) estão presentes nos solos em concentrações dependentes do material de origem e das ações antrópicas. A adição de EPTs ao solo pelas atividades antrópicas pode ocasionar risco à saúde humana, já que estes elementos podem ser acumulados no organismo por meio do contato dérmico com o solo, da inalação de partículas em suspensão, de ingestão de solo e de alimentos contaminados. A contaminação dos alimentos ocorre pelo cultivo em áreas com alta biodisponibilidade de EPTs, e nessa condição ocorre absorção e translocação para a parte aérea, com possível acúmulo dos metais nas porções comestíveis, como raízes, frutos e grãos. A biodisponibilidade dos EPTs é regulada pelas características químicas dos elementos e por atributos do solo, como a CTC, o pH e a matéria orgânica (MO). Sintomas de toxicidade e alterações morfológicas e fisiológicas podem aparecer dependendo da absorção e da movimentação dos EPTs nas plantas. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adição de bário (Ba), de cádmio (Cd), de cobre (Cu), de níquel (Ni) e de zinco (Zn) em amostras de um Neossolo Quartzarênico e um Latossolo Vermelho distrófico, sob duas condições de saturação por bases (30% e 50 ou 70%, dependendo da cultura), no cultivo de arroz (Oryza sativa), alface (Lactuca sativa), girassol (Helianthus annuus) e tomate (Solanum lycopersicum). Os EPTs nos solos foram extraídos com EPA 3051a, Água Régia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, HNO3 (0,43 mol L-1) e CaCl2 (0,01 mol L-1), e seus teores correlacionados com os presentes nas raízes, na parte aérea, nos frutos e com a quantidade acumulada pelas plantas. Os fatores de bioconcentração (FBC) e de transferência (FT) foram calculados para as culturas. O índice SPAD (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) foi determinado na fase vegetativa da alface, do arroz e do girassol, enquanto a atividade fotossintética foi determinada pelo IRGA (Infrared gas analyzer). Os maiores teores de EPTs foram observados nas plantas cultivadas no Neossolo. As quantidades de Cu, Ni e Zn acumuladas nas plantas apresentaram correlação positiva com os teores extraídos pelo EPA 3051a e pela Água Régia. Os teores extraídos com HNO3 (0,43 mol L-1) apresentaram elevada correlação positiva com os teores reativos extraídos com DTPA e com Mehlich 3, e também com as quantidades de EPTs acumuladas pelas plantas. Os FBCs foram mais altos nos solos com baixa CTC, baixos teores de MO e baixos valores de pH. O arroz apresentou a menor translocação de Cd do sistema radicular para os grãos. O Cu, o Ni e o Zn causaram alterações no desenvolvimento da alface e do girassol, e diminuíram a transpiração e a condutância estomática da alface. O arroz apresentou a menor absorção de EPTs e a maior tolerância ao Ba, ao Cd, ao Ni e ao Zn, no entanto, as plantas apresentaram maiores condutividade estomática e transpiração. / The concentration of potentially toxic elements (PTEs) in the soil depends on the parent material and human actions. The addition of PTEs to the soil through human activities may pose a risk to human health, as these metals can accumulate in the body when the skin is exposed to contact with soil, or particulate matter is inhaled; or soil and contaminated food are ingested. Food contamination occurs in areas where there is high bioavailability of PTEs, which can be absorbed by plants and translocated to the shoot, with possible metal accumulation in edible portions, such as roots, fruits and grains. The bioavailability of PTEs is governed by the chemical characteristics of the elements and by certain soil attributes, such as CEC, pH and organic matter (OM). Symptoms of toxicity and morphological and physiological changes may appear depending on the absorption and movement of PTEs in plants. The aim of this study was to evaluate the effect of barium (Ba), cadmium (Cd), copper (Cu), nickel (Ni) and zinc (Zn) in samples of an Entisol and an Oxisol under two conditions of base saturation (30% and 50% or 70%, depending on the culture) in the cultivation of rice (Oryza sativa), lettuce (Lactuca sativa), sunflower (Helianthus annuus) and tomato (Solanum lycopersicum). Contents of PTEs in soils were extracted with EPA 3051a, Aqua Regia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, 0.43 M HNO3 and 0.01 M CaCl2, and their levels were correlated with the PTEs levels in roots, in shoots, in fruits and with the amount accumulated by plants. The bioconcentration factor (BCF) and the transfer factor (TF) were calculated for the cultures. The SPAD index (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) was determined at the vegetative stage of lettuce, rice and sunflower, while photosynthetic activity was determined by IRGA (Infrared gas analyzer). The highest PTEs contents were observed in plants grown in the Entisol. Amounts of Cu, Ni and Zn accumulated in plants were positively correlated with the contents extracted by EPA 3051a and the Aqua Regia. The contents extracted with 0.43 M HNO3 had high positive correlation with the concentration extracted with DTPA and Mehlich 3, and with the amount of PTEs accumulated by plants. The BCFs were highest in soils with low CEC, low OM content and low pH values. Rice had the least translocation of Cd from the root to the grain. Cu, Ni and Zn caused changes in the development of lettuce and sunflower, and decreased transpiration and stomatal conductance of lettuce. Rice had the lowest PTEs absorption and the highest tolerance to Ba, Cd, Ni and Zn, however, the plants had greater stomatal conductance and transpiration.

Os elementos potencialmente tóxicos (EPTs) estão presentes nos solos em concentrações dependentes do material de origem e das ações antrópicas. A adição de EPTs ao solo pelas atividades antrópicas pode ocasionar risco à saúde humana, já que estes elementos podem ser acumulados no organismo por meio do contato dérmico com o solo, da inalação de partículas em suspensão, de ingestão de solo e de alimentos contaminados. A contaminação dos alimentos ocorre pelo cultivo em áreas com alta biodisponibilidade de EPTs, e nessa condição ocorre absorção e translocação para a parte aérea, com possível acúmulo dos metais nas porções comestíveis, como raízes, frutos e grãos. A biodisponibilidade dos EPTs é regulada pelas características químicas dos elementos e por atributos do solo, como a CTC, o pH e a matéria orgânica (MO). Sintomas de toxicidade e alterações morfológicas e fisiológicas podem aparecer dependendo da absorção e da movimentação dos EPTs nas plantas. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adição de bário (Ba), de cádmio (Cd), de cobre (Cu), de níquel (Ni) e de zinco (Zn) em amostras de um Neossolo Quartzarênico e um Latossolo Vermelho distrófico, sob duas condições de saturação por bases (30% e 50 ou 70%, dependendo da cultura), no cultivo de arroz (Oryza sativa), alface (Lactuca sativa), girassol (Helianthus annuus) e tomate (Solanum lycopersicum). Os EPTs nos solos foram extraídos com EPA 3051a, Água Régia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, HNO3 (0,43 mol L-1) e CaCl2 (0,01 mol L-1), e seus teores correlacionados com os presentes nas raízes, na parte aérea, nos frutos e com a quantidade acumulada pelas plantas. Os fatores de bioconcentração (FBC) e de transferência (FT) foram calculados para as culturas. O índice SPAD (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) foi determinado na fase vegetativa da alface, do arroz e do girassol, enquanto a atividade fotossintética foi determinada pelo IRGA (Infrared gas analyzer). Os maiores teores de EPTs foram observados nas plantas cultivadas no Neossolo. As quantidades de Cu, Ni e Zn acumuladas nas plantas apresentaram correlação positiva com os teores extraídos pelo EPA 3051a e pela Água Régia. Os teores extraídos com HNO3 (0,43 mol L-1) apresentaram elevada correlação positiva com os teores reativos extraídos com DTPA e com Mehlich 3, e também com as quantidades de EPTs acumuladas pelas plantas. Os FBCs foram mais altos nos solos com baixa CTC, baixos teores de MO e baixos valores de pH. O arroz apresentou a menor translocação de Cd do sistema radicular para os grãos. O Cu, o Ni e o Zn causaram alterações no desenvolvimento da alface e do girassol, e diminuíram a transpiração e a condutância estomática da alface. O arroz apresentou a menor absorção de EPTs e a maior tolerância ao Ba, ao Cd, ao Ni e ao Zn, no entanto, as plantas apresentaram maiores condutividade estomática e transpiração. / The concentration of potentially toxic elements (PTEs) in the soil depends on the parent material and human actions. The addition of PTEs to the soil through human activities may pose a risk to human health, as these metals can accumulate in the body when the skin is exposed to contact with soil, or particulate matter is inhaled; or soil and contaminated food are ingested. Food contamination occurs in areas where there is high bioavailability of PTEs, which can be absorbed by plants and translocated to the shoot, with possible metal accumulation in edible portions, such as roots, fruits and grains. The bioavailability of PTEs is governed by the chemical characteristics of the elements and by certain soil attributes, such as CEC, pH and organic matter (OM). Symptoms of toxicity and morphological and physiological changes may appear depending on the absorption and movement of PTEs in plants. The aim of this study was to evaluate the effect of barium (Ba), cadmium (Cd), copper (Cu), nickel (Ni) and zinc (Zn) in samples of an Entisol and an Oxisol under two conditions of base saturation (30% and 50% or 70%, depending on the culture) in the cultivation of rice (Oryza sativa), lettuce (Lactuca sativa), sunflower (Helianthus annuus) and tomato (Solanum lycopersicum). Contents of PTEs in soils were extracted with EPA 3051a, Aqua Regia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, 0.43 M HNO3 and 0.01 M CaCl2, and their levels were correlated with the PTEs levels in roots, in shoots, in fruits and with the amount accumulated by plants. The bioconcentration factor (BCF) and the transfer factor (TF) were calculated for the cultures. The SPAD index (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) was determined at the vegetative stage of lettuce, rice and sunflower, while photosynthetic activity was determined by IRGA (Infrared gas analyzer). The highest PTEs contents were observed in plants grown in the Entisol. Amounts of Cu, Ni and Zn accumulated in plants were positively correlated with the contents extracted by EPA 3051a and the Aqua Regia. The contents extracted with 0.43 M HNO3 had high positive correlation with the concentration extracted with DTPA and Mehlich 3, and with the amount of PTEs accumulated by plants. The BCFs were highest in soils with low CEC, low OM content and low pH values. Rice had the least translocation of Cd from the root to the grain. Cu, Ni and Zn caused changes in the development of lettuce and sunflower, and decreased transpiration and stomatal conductance of lettuce. Rice had the lowest PTEs absorption and the highest tolerance to Ba, Cd, Ni and Zn, however, the plants had greater stomatal conductance and transpiration.