O uso da vinhaça de cana-de-açúcar na fertirrigação de solos agrícolas, além de ser uma boa opção para o descarte do resíduo, gera vantagens econômicas. Embora, há anos, este tipo de efluente seja amplamente aplicado em áreas agrícolas, pouco se sabe sobre seus riscos ecológicos para os organismos do solo. Neste estudo, os efeitos de duas vinhaças provenientes de usinas destilatórias diferentes (VA e VB), e outra derivada de uma destilação em laboratório (VC), sobre a fauna e microbiota do solo, foram avaliados em dois Latossolos (LV e LVA) e em um Solo Artificial Tropical (SAT). Concentrações crescentes das vinhaças foram aplicadas nos três solos para avaliar os efeitos sobre a reprodução e comportamento de espécies da fauna, bem como os efeitos dos efluentes sobre a biomassa microbiana de carbono (BMC), respiração basal (C-CO2), atividade da enzima desidrogenase (DHA), colonização de raízes de cana-de-açúcar por fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e estrutura da comunidade bacteriana foram avaliados nos Latossolos LV e LVA. Para a fauna do solo, as vinhaças das usinas destilatórias foram consideradas as mais tóxicas, uma vez que os solos tratados com estes efluentes foram evitados pelas minhocas e colêmbolos, assim como a reprodução de todas as espécies foi reduzida em pelo menos um, entre os solos testados. A vinhaça originada em laboratório não causou fuga nos organismos testados e somente reduziu a reprodução de minhocas e enquitreídeos em SAT e LVA, respectivamente. Os ácaros foram os organismos menos sensíveis à presença das vinhaças. O crescimento (BMC) e metabolismo microbiano (C-CO2) aumentaram na presença de todas as vinhaças, assim como também houve incremento na colonização dos FMA nas raízes, em LVA. Entretanto, a estrutura da comunidade bacteriana foi alterada na presença das vinhaças, ocorrendo, inclusive, reduções da riqueza e diversidade, bem como aumentos da dominância de alguns grupos bacterianos no solo LV. A toxicidade das vinhaças para a fauna foi atribuída, principalmente, ao alto teor de sais, em especial ao potássio. Contudo, sugeriu-se que os aumentos no crescimento e metabolismo microbiano foram decorrentes do aumento da matéria orgânica e de outros nutrientes, adicionados ao solo pelas vinhaças. As alterações na colonização dos FMA nas raízes de cana-de-açúcar e na estrutura da comunicade bacteriana também podem ter sido influenciadas pelo acrécimo de nutrientes no solo, ou foram respostas a elementos ou substâncias poluidores presentes nas vinhaças, como, por exemplo, o excesso de potássio, ou outros aditivos utilizados durante a fermentação. Estes resultados indicam que critérios de proteção para organismos do solo devem ser considerados na derivação das doses de vinhaça de cana-de-açúcar aplicadas em solos tropicais. / The use of vinasse of cane sugar in ferti-igation of agricultural soils is a good option for disposal of this waste and generates economic advantages. This type of waste has been applied to agricultural soil for many years; however, there is little information about its ecotoxicological risks on soil organisms. In this study, the effects of two vinasse from different distillerie plants (VA and VB), and another from a laboratory distillation (VC) on the soil fauna and soil microorganisms were evaluated in two Oxisols (LV and LVA) and in a Tropical Artificial Soil (TAS). Increasing concentrations of these vinasses were applied to the soils to assess the effects on the behavior and reproduction of fauna species, and the effects of the effluents on microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (C-CO2), dehydrogenase activity (DHA), colonization by mycorrhizal fungi (AMF) and on the structure of the bacterial community were evaluated in the Oxisols. For the soil fauna, the vinasses from commercial distilleries proved to be the most toxic: earthworms and collembolans avoided the soils that were contaminated with these vinasses, and the reproduction of all organisms was reduced in at least one of the soils. The vinasse from the laboratory did not promote any avoidance behavior in the tested organisms and only reduced the reproduction of earthworms and enchytraeids in TAS and LVA soil, respectively. Mites were the least sensitive organisms to the vinasses. Microbial growth (MBC) and metabolism (C-CO2, DHA) increased in the presence of all the vinasses, and there was an increase in the AMF colonization of sugar-cane roots. The structure of the soil bacterial community was significantly modified by all the vinasses, with richness and diversity reductions, and increases of the dominance of bacterial groups. For the soil fauna the toxicity was attributed mainly to the high salt contents, especially to the potassium content in the vinasses. However, the increases in microbial growth and metabolism were attributed to the additional organic carbon and other nutrients added into the soils by the wastes. Changes in colonization by AMF and on the bacterial community may also have been influenced by the nutrient increase; however, these were especially considered microbial responses to the polluting elements/substances in the vinasses, as high potassium content, antibiotics or other substances added during the fermentation process. These results indicate that protection criteria for soil organisms should be considered during the derivation of the application limits of sugarcane vinasse in tropical soils.

Atividades antrópicas, nas últimas décadas, têm gerado quantidades significativas de resíduos, dentre os quais incluem-se elementos metálicos altamente poluentes. Desta maneira, reveste-se de grande importância o estudo dos mecanismos de fixação e mobilidade desses íons nos diferentes ambientes. Neste trabalho devido à ausência de vida aquática no Córrego da Anta, São José do Rio Preto, foram quantificados os íons poluentes metálicos oriundos de varias fontes e sua dispersão em solos, sedimentos, águas superficiais e subterrâneas; foram também avaliados riscos ecotoxicológicos em peixes considerados topo na cadeia alimentar em ecossistemas aquáticos. Foram utilizados bioindicadores, para estabelecerem-se correlações entre a distribuição dos metais pesados no ambiente físico e informações biológicas. O local de estudo compreende um trecho do Córrego da Anta, localizado no Distrito Industrial II, a noroeste do Município de São José do Rio Preto-SP. Na área têm-se um antigo lixão, encontra-se instalado um aterro sanitário, provido de sistema de captação e tratamento do chorume, uma indústria de processamento de matéria orgânica animal (sebo) e já conta com acelerado processo de ocupação antrópica. Com o objetivo de determinarem-se os mecanismos de fixação e mobilidade dos íons manganês, zinco, cobre, cromo e chumbo, foram coletadas e analisadas amostras de solos, sedimentos de fundo, águas superficiais, subterrâneas, pluviométricas e de bioindicadores. Os resultados analíticos mostraram concentrações anômalas, dos íons de interesse, especialmente nos locais onde havia lixo enterrado e no ponto de lançamento de efluente nas margens do córrego. Já nas águas superficiais e subterrâneas, excetuando-se o manganês, os teores dos cátions são bastante baixos. Através de extrações seqüenciais foram obtidos dados sobre o comportamento dos íons que, de modo geral, são semelhantes tanto para os solos das margens como para os sedimentos de fundo do Córrego, ou seja, nestes ambientes os íons acham-se associados a matéria orgânica. Os experimentos realizados com bioindicadores mostraram assimilação dos íons metálicos no tecido animal, indicando seu efeito cumulativo na cadeia alimentar. Comprovou-se também que a origem do material contaminante decididamente é oriundo dos lixos enterrados já há vários anos. Finalmente, pode-se afirmar que o chumbo e o cromo são os íons metálicos mais poluidores e encontram-se em condições latentes, apenas indisponibilizados, enquanto não ocorrerem eventos capazes de liberá-los / Anthropic activities in the last decades have generated significant quantities of remains, among which highly polluting metallic elements are include. Thus it is of great importance the study of the mechanisms of fixation and mobility of these ions in different environments. In this work,due to the lack of water life in Anta Stream, São José do Rio Preto, we quantified the metallic polluting ions, from several sources and their dispersion in soils, sediments and superfial and groundwater waters. We also evaluated ecotoxicologic risks in fish, considered to be in food chains in aquatic ecosystems. Biondicators were used to establish correlations betwenn the distribution of heavy metals in the physical environment and biological information. The place of study includes a part of Antra stream located in the Industrial District II. In The northwest of São José do Rio Preto- São Paulo. In this área there is na old waste field and landfill provided with a system of captation and treatment of leachate, na industry of processing of animal organic matter (tallow) and there is a grooving process of anthropic occupation . In order to determine the fixation mechanisms and the mobility of the ions of manganese, zinc, copper,lead and chrome samples of soils, sediments of the bottom of superficial groundwater and pluviometric waters and of bioindicators were collected and analyzed. The analytical results showed anomalous concentration the interested ions, especially in places where was buried wastes and on the point of descarded of the influents of the borders or the stream. Yet, in the superficial and groundwaters waters, except for the manganese, the levels of cation were quite low. Through sequential extractions we obtained data about the behaviors or the ions which, in general, are similar to the soils of the borders and sediments of the bottom of the stream, that is in both environments the ions are associated with the organic matter. The experiments done with bioindicators showed the assimilation of the metallic ions in animal tissue, indicating its cumulative effect of the food chain. It was also proved that the origin of contaminating material definitely comes from wastes buried some years ago. Finally we can state that lead and chrome are the most polluting metallic ions and can be found in potential latent conditions, and are only not available, while events capable of freeing them, do not occur.

Hexaclorociclohexano (HCH), pesticida organoclorado mundialmente utilizado, apresenta efeitos tóxicos à saúde humana e ao meio ambiente. Os microrganismos degradadores mais conhecidos são as Sphingomonas sp. Técnicas de biodegradação foram aplicadas em duas etapas. A primeira focou na biorremediação de solo contaminado, de Santo André SP, e foi realizada em biorreatores no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). Experimentos nas fases sólida e semi-sólida apresentaram até 90% de degradação de HCH no solo. A segunda parte, na Universidade de Groningen (RuG), Países Baixos, focou no tratamento de soluções contaminadas usando enzimas selvagens e variantes desenhadas computacionalmente. Mutantes foram construídas, expressadas e purificadas. Ensaios de Thermofluor® mostraram que as variantes estavam enoveladas. Ensaios enzimáticos foram realizados em solução aquosa com b-HCH e dimetil sulfóxido (5%), sendo as amostras extraídas com acetato de etila e analisadas por cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons. As variantes apresentaram atividade. / Hexachlorocyclohexane (HCH) is an organochlorine pesticide used world-wide which shows toxic effects in human health and causes environmental problems. The most known HCH-degrading microorganisms are Sphingomonas sp. Biodegradation techniques were applied in this work, divided in two parts. The first one focused on the bioremediation of a contaminated soil, from Santo Andre - SP, in bioreactors at the Institute for Technological Research (IPT). Experiments were carried in solid and slurry phases, which could achieve around 90% of HCH degradation. The second part was developed at the University of Groningen (Rug), The Netherlands. Contaminated solutions were treated with wild-type enzymes and computationally designed variants. Mutants were constructed, expressed and purified. Thermofluor® assay showed that all variants were well folded. Enzymatic assays were carried in aqueous solution with b-HCH and dimethyl sulfoxide (5%). The samples were extracted with ethyl acetate and analysed by gas chromatography using an electron capture detector. The variants were actives.

O avanço industrial e urbano associado ao aumento da produção dos bens de consumo resultou na geração de resíduos que, por muito tempo, foram descartados indiscriminadamente no ambiente, provocando danos quase sempre irreversíveis e de difícil recuperação. Dois experimentos foram conduzidos em solos contaminados por metais pesados, o primeiro devido ao descarte de produtos inorgânicos contendo grande carga de poluentes no solo; no segundo estudo a contaminação deve-se ao uso sucessivo de fungicidas contendo cobre em pomares cítricos do sul da Flórida. O primeiro estudo objetivou avaliar o uso de amenizantes orgânicos como mitigadores da toxicidade de bário, boro, cádmio, chumbo, cobre, níquel e zinco presentes no solo contaminado decorrente da adição de resíduo de sucata automobilística e avaliar o potencial fitoextrator do pinhão-manso (Jatropha curcas L.). Observou-se que o fornecimento da matéria orgânica na forma de turfas não amenizou a contaminação por metais pesados (Ba, Cd, Cu, Ni, Pb,Zn) e B; tal efeito pode ter ocorrido devido ao elevado pH deste solo mantido pelas práticas constantes de calagem. Os elementos apresentaram maior disponibilidade no solo ao longo das avaliações, exceto o boro que não apresentou significância. As plantas apresentaram sintomas de fitotoxicidade causados pelo elevado teor de boro e metais pesados no solo. A maior parte dos elementos metálicos se acumulou nos colmos e o boro nas folhas do pinhão manso, ou seja, a planta foi eficiente em translocar tais elementos para a parte aérea, situação desejável em uma fitoextratora. Ao final do experimento, os teores de Ba, Cd, Cu, Ni, Pb e Zn estavam mais disponíveis às plantas. O que indica que a matéria orgânica presente nas turfas mineralizou e tornou mais disponível estes metais pesados às plantas ao longo das avaliações. Pelos índices de transferência, de translocação e de remoção o pinhão manso foi viável somente para fitoextração de boro da área contaminada; estes índices também apontaram que o pinhão manso apresentou potencial para acumular B, Ba e Cd. O segundo experimento foi desenvolvido em casa de vegetacão com um argissolo coletado em uma área que tem recebido sucessivas aplicações de fungicidas a base de cobre, o que tem promovido o acúmulo significativo deste elemento nos solos sob produção de citros. O objetivo foi avaliar o potencial de fitoextração de cobre pelas plantas chinesas Splendens elsholtzia e Argyi elsholtzia para remover o excesso de cobre em solos contaminados devido a aplicação sucessiva de fungicidas cúpricos em pomares cítricos do sul da Flórida. A produção de massa seca de folhas, colmos e raízes e a concentração de cobre nos tecidos da Splendens elsholtzia foram superiores ao da espécie Argyi elsholtzia, o que indica que a Splendens elsholtzia é mais tolerante aos elevados níveis de cobre no solo. Assim, esta espécie pode ser indicada para programas de fitoextração em solos contaminados com cobre; entretanto, o índice de translocação do cobre indicou que as duas espécies não foram eficientes em translocar o cobre da raíz para parte aérea. / The industrial and urban progress associated with increased production of consumer goods has resulted in the generation of waste, which, for a long time, was indiscriminately discarded in the environment, causing damage usually irreversible to recover. Two experiments were conducted in soils contaminated with heavy metals: the first aimed at the disposal of products containing high loads of inorganic pollutants in the soil and the second focused on contamination due to the successive uses of fungicides containing copper in citrus groves of South Florida. The first study aimed to evaluate the use of organic soothers as mitigators of toxicity caused by barium, boron, cadmium, lead, copper, nickel and zinc in soil contaminated with waste resulting from the disposal of automobile scrap and to evaluate the phytoextraction potential of Jatropha (Jatropha curcas L.). It was observed that the supply of organic matter in the form of peat did not alleviate the contamination with heavy metals (Ba, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) and B, which may be attributed to the high pH of the soil due to constant practices of liming. The items showed higher availability in the soil during the evaluations, except for boron which showed no significance. The plants showed symptoms of phytotoxicity caused by high levels of boron and heavy metals in the soil. Most metallic elements are accumulated in the stems and boron in the leaves of Jatropha curcas, thus, the plant was efficient in the translocation of these elements to the shoot, a situation is desirable in phytoextraction. At the end of the experiment, the concentrations of Ba, Cd, Cu, Ni, Pb and Zn were more available to plants. This indicates that the organic matter present in the peat mineralized and made these heavy metals more available to plants. Considering the transfer rates of translocation and removal, the Jatropha was feasible only for phytoextraction of boron in the contaminated area, which shows that Jatropha has the potential to accumulate B, Ba and Cd. The second experiment was conducted in a greenhouse in an alfisol collected in an area that received repeated applications of copper-based fungicides, which promoted significant accumulation of this element in soils under citrus production. The objective was to evaluate the potential for phytoextraction of copper by the Chinese plants Splendens elsholtzia and Argyi elsholtzia to remove excess of copper in contaminated soils due to repeated application of copper-based fungicides in citrus groves of South Florida. The dry weight of leaves, stems and roots and the concentration of copper in the tissues of Splendens elsholtzia were higher than in Argyi elsholtzia, which indicates that the Splendens elsholtzia is more tolerant to high copper levels in the soil. Thus, this species may be indicated for phytoextraction of soils contaminated with copper; however, the rate of copper translocation indicated that the two species were not efficient to translocate copper from root to shoot.

O cádmio (Cd) é um elemento potencialmente tóxico para as plantas, animais e homens. O Cd é particularmente perigoso devido à sua mobilidade relativamente alta em solos e transferência para as plantas. Além disso, plantas que crescem em solos contaminados podem acumular Cd nos tecidos comestíveis em grandes quantidades sem qualquer sintoma visível de toxicidade. O Cd tem recebido atenção especial por sua associação com diversos problemas na saúde humana. Devido à crescente preocupação com a ingestão de Cd por alimentos, os riscos de sua entrada na cadeia alimentar precisam ser cuidadosamente considerados. Neste contexto, objetivou-se, com este estudo, avaliar a disponibilidade de Cd no solo, sua transferência e toxicidade para as culturas de alface, arroz e feijão, por meio de experimentos desenvolvidos em Latossolos com atributos contrastantes, contaminados com doses de Cd. Os experimentos foram desenvolvidos em casa de vegetação em PiracicabaSP. Cultivaram-se plantas de alface, arroz e feijão em vasos de 3 dm3 preenchidos amostras de um Latossolo Vermelho Eutrófico e um Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico. Adotou-se o delineamento experimental em blocos ao acaso, em esquema fatorial 5x2, com três repetições. Os tratamentos corresponderam a: 0,0; 0,5; 1,3; 3,0 e 6,0 mg dm-3 de Cd, definidos com base nos valores orientadores de qualidade do solo para Cd estabelecidos pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental CETESB, aplicados nos solos na forma de CdCl2.H2O. Os teores de Cd nos solos aumentaram linearmente em função das doses de Cd. Os extratores DTPA, Mehlich-1 e CaCl2 foram eficientes na avaliação dos teores disponíveis de Cd nos solos. O Cd esteve mais associado a frações menos estáveis (trocável e matéria orgânica). O aumento das doses de Cd promoveu diminuição da produção de biomassa e o aumento nos teores e nas quantidades acumuladas desse elemento nas partes vegetais estudadas. Contudo, não foram observados outros sintomas de toxicidade nas plantas. Os teores e acúmulos de P, Cu, Fe, Ni, Mn, Pb e Zn, nas raízes, parte aérea, folhas e grãos, foram diferentemente influenciados pelas doses de Cd. A distribuição de Cd nas partes das plantas variou em função da cultura: alface = folhas > raiz > caule; arroz = raiz > parte aérea > grãos, e feijão = parte aérea > raiz > vagem > grãos. O teor de Cd nos grãos de feijão está abaixo do limite máximo estabelecido para o consumo humano conforme a legislação brasileira. Entretanto, a concentração de Cd nas folhas de alface e nos grãos de arroz ultrapassa tal limite quando o teor de Cd no solo está acima do valor de referência de qualidade proposto pela CETESB. O valor da ingestão diária de Cd pelo consumo de alface e feijão está dentro do valor provisório de ingestão diária tolerável (PTDI) sugerido pela Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura FAO/WHO. No entanto, o valor da ingestão diária de Cd pelo consumo de arroz por adultos está acima do PTDI. Consequentemente, o consumo desse alimento poderá trazer riscos à saúde humana. / Cadmium (Cd) is potentially toxic element to plants, animals and humans. Cd is particularly dangerous due to its relatively high mobility in soils and transfer to plants. Moreover, plants growing in contaminated soils can accumulate Cd in edible tissues in large quantities without any visible signs. Cd has received considerable attention in view of its association with a number of human health problems. Due to increasing concern about the intake of Cd in foods, the risks of its potential entry in the food chain need to be carefully considered. The objective of this study was to evaluate the availability of Cd in soil, the uptake by plants and to estimate the daily intake of Cd from lettuce, rice and bean plants grown in Brazilian tropical soils. The experiment was carried out under greenhouse conditions in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil. Lettuce, rice and bean plants were cultivated in pots filled with 3 dm3 of two Oxisols (Typic Hapludox and Rhodic Hapludox) using a randomized block design in a factorial scheme (5 x 2) with three replicates. The treatments consisted of: 0.0; 0.5; 1.3; 3.0 and 6.0 mg dm-3 rates of Cd (as CdCl2), based on the guideline established by the Environmental Agency of the State of Sao Paulo CETESB. Considering all the experiments it was found that the external loading of Cd linearly increased the concentration of Cd in both soils. DTPA, Mehlich-1 e CaCl2 were effective in predicting soil Cd availability. The Cd distributions in both soils were strongly associated with exchangeable and organic matter fractions, which are characterized by instable chemical bonds. The application Cd rates decreased the plant biomass. However, the crops did not display any other symptoms of Cd toxicity or of deficiency in other nutrients which might be caused by the presence of Cd in the soil. Loadings of Cd to soil linearly or quadratically increased the concentration and accumulation of Cd in different parts of the plants. The concentration and accumulation of P, Cu, Fe, Ni, Mn, Pb and Zn in the root, shoot, leaves and grain were influenced differentially by Cd treatments. Cadmium distribution in different parts of the plants varied depending on the crop: lettuce = leaves > root > stem, rice = root > shoot > grains, and bean = shoot > root > pod > grain. Cadmium concentration in bean remained below the threshold for human consumption established by Brazilian legislation. However, lettuce and rice Cd concentration in edible parts exceeded the acceptable limit when the soil Cd concentration is above the quality reference value proposed by CETESB. Daily intakes of Cd from lettuce and bean plants grown in both Oxisols are within the provisional tolerable daily intake (PTDI) of Cd determined by the Food and Agriculture Organization of the United Nations FAO/WHO. However, the daily intake of Cd from rice for adults is above the PTDI. Consequently, the consumption of this food can pose risks to human health.

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.

A presença de metais pesados tóxicos em fertilizantes tem sido motivo de preocupação e apontada como um dos obstáculos à produção sustentável de alimentos. Por outro lado, há uma crescente busca por produtos agrícolas de melhor qualidade, com maior teor de micronutrientes e menos fatores antinutricionais, como os metais pesados tóxicos. No Brasil, há poucos trabalhos relacionando fertilização e qualidade dos produtos agrícolas, em termos de micronutrientes e metais pesados tóxicos. Neste contexto, no presente trabalho foram realizados quatro experimentos tendo como objetivos avaliar: 1) a eficiência de métodos de extração e de quantificação simultânea de micronutrientes e de metais pesados tóxicos em fertilizantes; 2) a influência da fertilização nos teores de micronutrientes e metais pesados tóxicos no solo, nos indicadores microbiológicos, nas atividades enzimáticas em plantas e na qualidade dos produtos agrícolas; 3) a variação genotípica para teor de Cd, micronutrientes e suas relações em 35 cultivares de arroz de terras altas do Brasil; 4) a influência do estado nutricional e genotípica nos teores de Cd e 70Zn no arroz. Quando se usa reagentes e água de alta pureza, a análise de metais pesados tóxicos em amostras de fertilizantes pode ser realizada por micro-ondas ou sistema aberto, sendo que as quantificações dos elementos por ICP-MS e ICP-AES produzem resultados semelhantes. Porém, na análise dos teores naturais de Cd, Cr e Pb apenas a quantificação por ICP-MS foi adequada. Nas condições deste trabalho, tanto os subprodutos e rocha fosfática quanto os fertilizantes foram capazes de fornecer nutrientes às plantas, sem causar aumentos excessivos de metais pesados tóxicos nos solos e nos produtos agrícolas. Os indicadores microbiológicos do solo e as atividades enzimáticas em plantas de alface reagiram positivamente à fertilização. Foram identificadas variedades de arroz de terras altas com baixo e alto teor de Cd nos grãos. Os teores de Fe, Zn e Se apresentaram relações inversas ao teor de Cd. Observou-se interação entre estado nutricional da planta e genótipo no teor de Cd em grãos de arroz de terras altas cultivado em solução nutritiva. Concluiu-se que, com manejo adequado, a fertilização aumenta a produtividade e melhorar qualidade dos produtos agrícolas para alimentação humana e animal / The presence of toxic heavy metals in fertilizers has been a big concern. It has been indicated as one of the obstacles to sustainable food production. On the other hand, there is a growing demand for better-quality products, with high micronutrient content and low malnutrition factors, such as toxic heavy metals. In Brazil there are scarce number of studies regarding fertilization and the quality of agricultural products for micronutrients and toxic heavy metals. In this context, the present study, involving four experiments, was conducted with the objectives: 1) to assess the efficiency of methods to extract and quantify micronutrients and toxic heavy metals in fertilizers; 2) to study the influence of fertilization on the levels of micronutrients and toxic heavy metals in agricultural products; 3) to evaluate the genotypic variation in response to the content of Cd, micronutrients and their relations in 35 upland rice cultivars from Brazil; and 4) to determine the influence of the nutritional status and genotype on the levels of Cd and 70Zn in rice plant. The results showed that with the use of reagents and water of high purity, toxic heavy metals can be extracted for analysis by microwave or an open air system, and that quantification of the elements by ICP-MS and ICP-AES yields similar results. However, for the analysis of natural contents of Cd, Cr and Pb only ICP-MS quantification was appropriate. Further, both by-products and phosphate rock, as fertilizers were able to supply nutrients to the plants without causing excessive increases of toxic heavy metals in soil and agricultural products. Microbiological soil indicators and enzyme activities in plants responded positively to fertilization. Furthermore, results also showed that there were upland rice cultivars with low and high Cd content in the grains, and the levels of Fe, Zn and Se showed inverse relations with the Cd content. There was an interaction between plants the nutritional status and genotype for Cd content in grains of upland rice cultivars. Based on the results, it can be concluded that with adequate management, fertilization can increase crop yields and improve the quality of agricultural products for human and animal consumption

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

Devido à persistência de metais pesados em solos, a contaminação por estes elementos é considerada permanente resultando no impacto agravante da degradação das propriedades químicas e biológicas do solo. As técnicas de estabilização para remediação de solos contaminados com metais pesados têm se destacado como uma opção eficaz, além de resultar num custo/benefício mais acessível quando comparado aos métodos de descontaminação tradicionais. Quando associada à fitoestabilização, constitui uma das técnicas mais promissoras, pois além de promover a reabilitação da área impactada, diminui os riscos ambientais, na medida em que protege o solo da erosão hídrica e reduz a lixiviação dos contaminantes. O conhecimento da distribuição dos metais nas frações do solo é essencial à predição do comportamento geoquímico destes no ambiente e, permite ainda avaliar a eficiência dos procedimentos remediadores e sua longevidade. Cd, Pb, Cu, Ni e Zn são de grande interesse na regulamentação por agências governamentais, visto que em concentrações elevadas em águas, solos e ar representam riscos à saúde humana. Neste contexto, o presente trabalho avaliou o potencial de imobilização de superfosfato triplo, lama vermelha e zeólitas para um solo contaminado com resíduo industrial rico em Cd, Pb, Cu, Ni e Zn, por meio de ensaio de incubação em vasos. Posteriormente, a capacidade de promover o crescimento vegetal em cada tratamento foi avaliada através de ensaios com milho (Zea mays), em vasos, e pelo método de Neubauer, em placas de Petri, utilizando o arroz (Oryza sativa). O comportamento e distribuição dos metais foram avaliados pelo método de extração seqüencial de Tessier. De maneira geral, todos os remediadores reduziram os teores disponíveis dos metais no solo, com variações sobre as doses e os elementos. O superfosfato triplo reduziu, principalmente, a disponibilidade de Pb, Cu e Zn. Zeólitas e lama vermelha apresentaram maior redução sobre os teores disponíveis de Cd e Ni. O superfosfato triplo promoveu redução de pH e, no sentido oposto, a lama vermelha elevou o pH do solo. Os dados de extração seqüencial apontaram o deslocamento dos metais para a fração oxi-hidróxidos de ferro e manganês, após os tratamentos. O superfosfato triplo foi o tratamento que mais promoveu o crescimento vegetal e produção de matéria seca. / Due to the heavy metal persistence in soils, the contamination by these elements is considered permanent and might result in great impact causing a degradation of the chemical and biological properties of the soil. Stabilization techniques have been used as an efficient tool for the remediation of soils that are contaminated by heavy metals, and they show also a cost/benefice relationship more accessible when compared with the traditional methods of decontamination. The association of stabilization and phytostabilization constitute a prominent technique because decrease the environmental risk besides recovering and rehabilitating the impacted area, protecting the soil from water erosion and leaching of the contaminants. The knowledge of the heavy metal distribution in the soil fractions is essential to the prediction of the geochemical behavior these metals in the environmental and allows also evaluate the efficacy of the remediation procedures and their longevity. Cd, Pb, Cu, Ni and Zn are of great interest to the regulamentation by the governmental agencies because if they are found in high concentration in water, soils and air they represent risk to the human health. In this context, this work evaluated the potential of the immobilization for triple superphosphate, red mud and zeolites in a contaminated soil with industrial residues rich in Cd, Pb, Cu, Ni and Zn, by using vase soil incubation experiment. Later, it was evaluated the capacity to promote the vegetal growth in each treatment through corn (Zea mays) experiment in vases and also by Neubauer method in Petri plates, using rice (Oryza sativa). The behavior and distribution of heavy metals were evaluated by the sequential extraction of Tessier. In general, all remediates reduced the available concentration of the heavy metals in the soil, varying with doses and the elements. The triple superphosphate reduced mainly the availability of Pb, Cu and Zn. Zeolites and red mud presented higher reduction in the available concentration of Cd and Ni. The triple superphosphate promoted pH reduction and in an opposite way the red mud increased the soil pH. The sequential data extraction showed the heavy metals moving to the iron and manganese oxi-hydroxide fractions after the treatments. The triple superphosphate was the treatment that has promoted higher vegetal growth.

Este trabalho apresenta a modelagem da sorção na fração orgânica de solos (coloidal), para o caso de contaminação por compostos orgânicos, com auxílio do método de elementos finitos. O objetivo desta pesquisa é o de apresentar um método numérico específico para a análise deste mecanismo, contribuindo para a determinação do fator de retardamento que a sorção causa no avanço da pluma de contaminação no solo. Foram admitidas as hipóteses simplificadoras de Wu e Gschwend (1986), onde os colóides presentes no solo têm forma esférica e, como este trabalho versa sobre a difusão unidimensional, foi considerada sua simetria esférica. Foi utilizado o programa TINY (Britto e Gunn, 1987) com matriz de rigidez modificada para o problema da difusão em uma esfera, utilizando-se uma formulação mista e uma fraca. Além da comparação entre as duas formulações, foram gerados resultados segundo variações de tempo e espaço, gerando 20 casos implementados. Após a verificação da convergência das análises em relação à solução analítica de Crank (1956), foi possível verificar a grande influência da discretização temporal na convergência dos resultados, tanto para a formulação mista como para a formulação fraca.