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

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

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnitaML_TESE.pdf: 2153007 bytes, checksum: 4498269ecb21fd44cb7474c6b79c7b7f (MD5) Previous issue date: 2010-05-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The development of research that aim to reduce or even eliminate the environmental impacts provided by anthropogenic actions. One of these main action is the discard of industrial waste in the biotic compartments such as soil, water and air, gained more space in academic settings and in private. A technique of phytoremediation involving the use of plants (trees, shrubs, creepers and aquatic) and their associated microorganisms in order to remove, degrade or isolate toxic substances to the environment. This study aimed to evaluate the potential for phytoremediation of castor bean (Ricinus communis L.) and sunflower (Helianthus annuus L.), wild crops suitable region of Rio Grande do Norte, to reduce concentrations of lead and toluene present in synthetic wastewater that simulate the characteristics of treated water production originated in the petrochemical Guamar?. The experiment was accomplished in randomized blocks in four replicates. Seeds of BRS Energy for the development of seedlings of castor beans and sunflower for Catissol 01, both provided by EMPARN (Empresa de Pesquisa Agropecu?ria do Rio Grande do Norte) were used. Lead concentrations tested were 250, 500 and 1000 mg/L called T2, T3 and T4, respectively, for toluene the concentrations used were 125, 256 and 501 μg/L, called T5, T6 and T7, respectively. The data for removal of lead in relation to sewage systems applied in castor bean and sunflower were 43.89 and 51.85% (T2), 73.60 and 73.74% (T3) and 85.66 and 87.80 % (T4), respectively, and toluene were approximately 52.12 and 25.54% (T5), 55.10 and 58.05% (T6) and 79.77 and 74.76% (T7) for castor and sunflower seeds, respectively. From the data obtained, it can be deduce that mechanisms involved in reducing the contaminants were of phytoextraction, in relation to lead and phytodegradation for toluene. However, it can be concluded that the castor bean and sunflower crops can be used in exhaust after-treatment of industrial effluents that have this type of contaminant / O desenvolvimento de pesquisas que visam atenuar ou at? mesmo eliminar os impactos ambientais proporcionados pelas a??es antropog?nicas, sobretudo pelo reflexo direto dos res?duos industriais nos compartimentos bi?ticos como solo, ?gua e ar, ganharam maior espa?o nos ambientes acad?micos e na iniciativa privada. Uma t?cnica de remedia??o natural ? a fitorremedia??o que consiste na utiliza??o de vegetais (?rvores, arbustos, plantas rasteiras e aqu?ticas) e de sua microbiota associada com o fim de remover, degradar ou isolar subst?ncias t?xicas ao ambiente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial fitorremediador da mamona (Ricinus communis L) e girassol (Helianthus annuus L), culturas adaptadas da regi?o agreste do Rio Grande do Norte, quanto ? redu??o das concentra??es de chumbo e tolueno presentes em efluentes sint?ticos que simulam as caracter?sticas da ?gua de produ??o tratada originada no p?lo petroqu?mico de Guamar?. O experimento foi conduzido em blocos casualizados em 4 r?plicas. Foram utilizadas sementes da variedade BRS Energia para o desenvolvimento das mudas de mamona e Catissol 01 para o girassol, ambas cedidas pela EMPARN (Empresa de Pesquisa Agropecu?ria do Rio Grande do Norte). As concentra??es de chumbo testadas foram 250, 500 e 1000 mg/L denominados de T2, T3 e T4, respectivamente, para o tolueno as concentra??es utilizadas foram 125, 256 e 501 μg/L, denominadas de T5, T6 e T7, respectivamente. Os dados obtidos para remo??o de chumbo em rela??o ao efluente aplicado nos sistemas mamona e girassol foram de 43,89 e 51,85 % (T2), 73,60 e 73,74% (T3) e 85,66 e 87,80% (T4), respectivamente, e para o tolueno foram aproximadamente 52,12e 25,54% (T5), 55,10 e 58,05% (T6) e 79,77 e 74,76% (T7), para mamona e girassol, respectivamente. A partir dos dados obtidos pode-se inferir que mecanismos envolvidos na redu??o dos contaminantes foram o da fitoextra??o, com rela??o ao chumbo e fitodegrada??o para o tolueno. Contudo podese concluir que as culturas mamona e girassol podem ser utilizadas em sistemas de p?stratamento de efluentes industriais que apresentem este tipo de contaminante

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

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

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

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

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-12-14T18:24:04Z No. of bitstreams: 1 Flaviana Goncalves da Silva.pdf: 1354445 bytes, checksum: 5abe875dd282d6291759e442aef4933a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-14T18:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flaviana Goncalves da Silva.pdf: 1354445 bytes, checksum: 5abe875dd282d6291759e442aef4933a (MD5) Previous issue date: 2014-07-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Salinity is a limiting factor for agriculture and a frequent problem in arid and semi-arid region which rainfall is low and poorly distributed. In these areas most of plants can not grow due soils unprotected and become degraded with time. The use of bacteria with plant growth promoting and tolerance to salt stress may indicate biotechnological alternative that allows the use of plants associated with these microorganisms as inoculants may provide beneficial effects on soil-plant interaction. The cultivation of Atriplex nummularia L. has been conducted in order revegetate soils, promoting the improvement of their physical and chemical properties as a phytoremediation technique of salinized soils. In order to isolate and select bacteria promoter of plant growth associated with Atriplex nummularia L. plants cultivated in two experiments were carried out in the Pernambuco state and evaluated the effects of its inoculation in Atriplex plants grown in greenhouse. The population density of the bacteria was determined and then the same were tested in respect to plant growth promotion in vitro solubilization of inorganic phosphate (SFI), biological nitrogen fixation (BNF), synthesis of indole acetic acid (IAA), exopolysaccharides production (EPS) and quorum sensing molecule. Some bacteria to plant inoculation Atriplex grown in a protected environment were also selected in order to analyses content of chlorophyll a, b and total; stomatal conductance (gs); leaf temperature; green matter, dry and total fractional parts (root, stem and leaf) of plants; content and levels of sodium, potassium, calcium and magnesium; total nitrogen, crude protein of leaves and total organic carbon. Through the insulation, it was obtained 107 halotolerant bacterial isolates with positive results to plant growth promotion. Regarding the content of chlorophyll a, b and total, stomatal conductance and crude protein in plants, there was no effect of treatments. Inoculation with halotolerant bacteria and plant growth promoters influenced total nitrogen and total organic carbon in plants of Atriplex. Therefore, there are halotolerant bacteria associated with Atriplex plants able to solubilize inorganic phosphate, N2 fixation, IAA production, EPS and quorum sensing molecule, with the possibility of these micro-organisms contribute positively to plant growth. Bacterial isolates are promising on vegetative and nutritional development of Atriplex. However, it requires further explore the effect of bacterial inoculants associated with halophytes, giving improved conditions for phytoremediation process of salinized soils. / A salinidade constitui um fator limitante à agricultura e tem se tornado um problema frequente em áreas sob clima árido e semiárido, onde as precipitações são reduzidas e mal distribuídas. Nessas áreas, a maioria das plantas não consegue se desenvolver, por isso, os solos ficam desprotegidos e tornam-se degradados com o tempo. A utilização de bactérias promotoras de crescimento vegetal com tolerância ao estresse salino pode indicar alternativa biotecnológica que possibilite o uso de plantas associadas a esses micro-organismos como inoculantes, podendo proporcionar efeitos benéficos na interação solo-planta. O cultivo da Atriplex nummularia L. tem sido realizado com o objetivo de revegetar estes solos, promovendo a melhoria de suas propriedades físicas e químicas, como técnica de fitorremediação de solos afetados por sais. Com isso, objetivou-se isolar e selecionar bactérias promotoras de crescimento vegetal associadas às plantas de Atriplex nummularia L. cultivadas em dois experimentos instalados no estado de Pernambuco e avaliar os efeitos da inoculação destas bactérias em plantas de Atriplex cultivadas em ambiente protegido. Foi determinada a densidade populacional das bactérias e em seguida as mesmas foram testadas quanto às características de promoção de crescimento vegetal in vitro: solubilização de fosfato inorgânico (SFI), fixação biológica de nitrogênio (FBN), síntese de ácido indol acético (AIA), produção de exopolissacarídeo (EPS) e molécula quorum sensing. Foram também selecionadas algumas bactérias para inoculação em plantas de Atriplex cultivadas em ambiente protegido, analisando-se nas plantas, aspectos como teor de clorofila a, b e total; condutância estomática (gs); temperatura foliar; fitomassa verde, seca e total das partes fracionadas (raiz, caule e folha) das plantas; conteúdos e teores de sódio, potássio, cálcio e magnésio; nitrogênio total, proteína bruta de folhas e carbono orgânico total. Por meio do isolamento, foi possível obter 107 isolados bacterianos halotolerantes, com resultados positivos quanto às características de promoção de crescimento vegetal. Em relação ao teor de clorofila a, b e total, condutância estomática e proteína bruta nas plantas, não houve efeito dos tratamentos aplicados. A inoculação com bactérias halotolerantes e promotoras de crescimento vegetal influenciou o nitrogênio total e carbono orgânico total em plantas de Atriplex. Portanto, é possível afirmar que existem bactérias halotolerantes associadas às plantas de Atriplex, capazes de solubilizar fosfato inorgânico; fixar N2; produzir AIA, EPS e molécula quorum sensing, havendo a possibilidade destes micro-organismos, quando associados às plantas, contribuírem de forma positiva em relação à promoção de crescimento vegetal. Os isolados bacterianos são promissores no desenvolvimento vegetativo e nutritivo da Atriplex. No entanto, necessita-se explorar melhor o efeito dos inoculantes bacterianos associados às plantas halófitas, dando condições para melhoria no processo de fitorremediação de solos salinos.

Soil salinization and sodification are amongst the main land degradation processes. This evergrowing issue reaches worldwide proportions and takes place mostly in arid and semiarid regions of the world, including the Brazilian northeast and the state of Sergipe. It is caused mostly by anthropic activities such as inadequately irrigated agriculture, soil preparation and indiscriminate use of chemical fertilizers, in combination with weather conditions and soil characteristics. These phenomena have led to the decrease in agricultural productivity, increased soil treatment coss and land abandonment. Solutions to this problem demand integrated approaches that combine knowledge in agricultural, environmental, social and economic sciences. The goal of this work is to investigate predisposing conditions and the presence of soil salinization processes, identifying its inception and manifestation elements on the land reform settlement project Jacaré-Curituba, as well as to test the development of the plant Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty in the settlement soil, analyzing salty soil´s potential for phytoremediation. The study was guided by theoretical frameworks that address the causes, consequences, control and mitigation options for the processes of soil salinization; field research for conduction of interviews; collection and analysis of different soils; and experiments with ten genotypes of the Chrysopogon zizanioides (L.) Robertyspecies in greenhouse soils with three different salinization levels. The study concludes by identifying, on the settlement project, the existence of salty soil due to pedoclimatic conditions and the adoption of agricultural techniques that foster the salinization process. On the greenhouse experiment there were significant differences of plant development when exposed to increased soil salinity and sodicity. The level of soil salts extraction was low, however, due to the salinity and sodicity tolerance showed by the plant, it was identified promising potential of vetiver for phytoremediation of saline soils by mechanisms related to improving the conditions of soil by growing roots and leaves. / A salinização e sodificação dos solos estão entre os principais processos de degradação da terra. O problema é crescente e tem extensão global, ocorrendo majoritariamente em regiões áridas e semiáridas do mundo, inclusive no Nordeste brasileiro e no estado de Sergipe. São causados em grande parte por atividades antrópicas, a exemplo da agricultura praticada com técnicas inadequadas de irrigação, de preparo de solo e de aplicação indiscriminada de adubos químicos, aliadas a condições predisponentes do clima e das características do solo. Têm causado perda de produtividade agrícola, custos elevados de tratamento e abandono da terra. A solução do problema exige abordagens integradas que envolvem conhecimentos das ciências agronômicas, ambientais, sociais e econômicas. O objetivo deste trabalho é levantar as condições predisponentes e a existência do processo de salinização de solo, identificando sua concepção e forma de ocorrência no assentamento de reforma agrária Jacaré-Curituba e testar, em casa de vegetação, o desenvolvimento da planta Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty, em solos provenientes deste assentamento, que apresentam, em condição de campo, níveis diferentes de salinidade advindas das atividades agrícolas, avaliando seu potencial de fitorremediação de solos salinizados. O estudo foi pautado em referenciais teóricos que abordam as causas, consequências, formas de controle e remediação dos processos de salinização dos solos; em pesquisa de campo com realização de entrevistas; coleta e análise de solos; e experimentos com dez acessos da espécie Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty em solo com três níveis diferentes de salinização, em casa de vegetação. Identificou-se no assentamento Jacaré-Curituba, a existência de processo de salinização do solo devido a uma associação de condições naturais predisponentes e adoção de práticas agrícolas contribuintes. No experimento em casa de vegetação, o desenvolvimento do vetiver foi afetado negativamente quando exposto a um aumento da salinidade e sodicidade do solo. O nível de extração de sais do solo foi baixo, no entanto, devido à tolerância à salinidade e sodicidade apresentada pela planta, foi identificado potencial promissor do vetiver para fitorremediação de solos salinizados através de outros mecanismos relacionados à melhoria das condições de solo ocasionada pela presença das folhas e principalmente das raízes.

Orientador: Bernardino Ribeiro Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:07:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendonca_TehraGomes_M.pdf: 4795508 bytes, checksum: 12cdea97adda9326b7736d2c53c27907 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O presente estudo foi realizado em uma região de floresta higrófila, no entorno da Mata Santa Genebra, localizada no Município de Campinas, SP. A área apresenta um histórico uso de agroquímicos em vários tipos de culturas, incluindo cana-de-açúcar, implantação de indústrias e acelerado processo de urbanização de modo que alterações químicas do solo e das águas naturais são esperadas. O objetivo deste trabalho foi averiguar os prováveis impactos causados pela agricultura e urbanização em água superficial e solo dos fragmentos de floresta higrófila da Mata Santa Genebra. Nos mesmos locais pesquisados foram coletadas amostras de taboa (Typha dominguensis Pers), uma espécie vegetal nativa desse ambiente, com o intuito de observar atuação dessa espécie como bioindicadora e fitoacumuladora de metais de origem natural ou antrópica. Os parâmetros de qualidade de água foram medidos in situ e a sua composição química determinada por cromatografia iônica e ICP-MS. As amostras de solo foram analisadas por fluorescência de raios X e as plantas por ICP-MS. A água superficial apresentou pH no intervalo 5,1-6,4 e Eh variando de 79 a 462 mV exibindo baixas concentrações de OD. A maioria das amostras foi classificada como água bicarbonatada sódicopotássica e apenas as concentrações PO4 3- (até 2 mg/L), Fe (até 5,1 mg/L) e Mn (184 µg/L) mostraram-se superiores aos limites regulamentados. As amostras de solo apresentaram pH ácido (4,5-5,5), teor de MO no intervalo 4 a 17% e concentrações excessivas de Ba (95 a 317 mg/kg), Cu (189 a 416 mg/kg) e V (184 a 381 mg/kg) quando comparadas aos valores de referência localmente aceitos. As concentrações da maioria dos elementos-traço em água e solo devem representar teores de fundo geoquímico que podem ser usados na avaliação de qualidade ambiental na região. Os metais que apresentaram as concentrações mais altas em planta foram Ba, Sr, Zn, Mn, Cu, V e Pb, especialmente nas raízes, exceto o Mn com acumulação maior nas folhas. Com base nos valores de enriquecimento dos metais em planta em relação ao solo e água foi possível comprovar a eficiência da Typha dominguensis Pers. como bioindicadora para esses metais, mesmo em ambiente com baixas concentrações. Estes resultados esclarecem também o papel dessa espécie na reciclagem de elementos-traço no ecossistema onde se insere / Abstract: This study was conducted in an area of swamp forest in the vicinity of Reserve Santa Genebra, located in Campinas, SP. The area has a history of deployment of industries, fast urbanization process and of usage of chemicals in different kinds of crops including sugar cane, thus changes in the soil and natural waters are expected. The objective of this study was to evaluate the likely impacts caused by agriculture and urbanization on surface water and soil fragments of swamp forest of the Mata Santa Genebra. In the same areas surveyed samples of Taboa (Typha dominguensis Pers.), a native plant species of that environment, were collected in order to observe the performance of this species as a metal bioindicator and phitoaccumulator. The water quality parameters were measured in situ and the chemical compositions were etermined by ion chromatography and ICP-MS. In addition, the chemical composition of soil samples were determined by XRF and the plant roots and leaves were analyzed by ICP-MS. Surface water resented very low DO, pH 5.1 to 6.4 and Eh in the interval between 79-462 mV. Most samples were classified as Na-K bicarbonate water and their chemical compositions can be considered normal except for PO4 3- (up to 2.1 mg/L), Fe (up to 5.1 mg/L) and Mn (up to 184 µg/L) contents that exceeded regulative values. Topsoil is acid (pH 4.5-5.5) and contains up to 17% organic matter. Chemical analyses of soil showed excessive Ba (95-317 mg/kg), Cu (189-416 mg/kg) and V (184-381 mg/kg) contents in comparison to local accepted reference values. The other trace-element concentrations in water and soil may represent geochemical background that can be used for environmental assessment studies in the region. The highest trace-element concentrations found in plant were Ba, Sr, Zn, Mn, Cu, V and Pb, especially in the roots with the exception of Mn that mostly accumulated in the leaves. On the basis of the values of enrichment obtained for trace-element in plant in relation to soil and water are suggestive of Typha dominguensis Pers. efficiency bioindicator for metals even in those environments with low metal concentrations. The present results clearly highlight the role of that species in recycling of trace-elements within the ecosystem it belongs to / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências