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Previous issue date: 2014-08-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this study was to evaluate the role of Zn and Pb in the anaerobic decomposition of aquatic macrophytes. Considering this purpose, bioassays with Hedychium coronarium coronarium and Urochloa subquadripara from Fazzari and Espraiado lagoons (São Carlos, SP, Brazil) were performed in laboratory. The kinetics of macrophytes detritus decompositions was conducted during 100 days. The pH, electrical conductivity and ratio E4/E6 was measured along this period. This procedure was carried under 6 experimental conditions: C1 (control), C2 (control plus KNO3), Zn95 (95.3 mg.L-1), Zn2 (2.0 mg.L-1), Pb6 (6.0 mg.L-1) and Pb06 (0.06 mg.L-1). Each of these conditions was also tested under two temperatures (15°C and 25°C) with the aim of evaluate the seasonality effect on the process. The organic and inorganic carbon data was fit to a kinetics model. Zinc and lead concentrations decreased the rate of particulate organic carbon loss of H. coronarium, which was observed by lower k4 and kT values. The highest zinc concentration performed the most aggressive effect causing very little loss of particulate organic carbon. Also mineralization of H. coronarium did not occur in any of the experimental conditions including control (C1), which can be associated with antimicrobial effect of some natural products in the plant. The COP loss and the COD increase were possibly related to fermentative microorganisms. The organic carbon breakdown was the only process represented by the mathematical model adopted. Zinc and lead concentrations decreased or increased U. subquadripara refractory organic carbon loss (k4) depending on condition. These differences are probably related to interactions of metals with the macrophyte detritus and humic substances produced along the process, changing thus the bioavailability of metals for heterotrophic microorganisms. Also, the highest zinc concentration condition (Zn95) had a negative effect on mineralization of U. subquadripara, showing that metal can affect mineralization and organic carbon decay independently. Overall, the kinetic model used represented the decomposition dynamics of U. subquadripara. The temperature showed a positive correlation with both plants detritus breakdown. We conclude the Zn and Pb can play a driving force role on the anaerobic decomposition of macrophytes, reducing or inhibiting heterotrophic activity. Also, we conclude that Zn and Pb had different effects for H. coronarium and U. subquadripara. Zinc showed independent effect on mineralization and POC breakdown processes. Finally, metals adsorption on detritus and humic substances are processes that determine its influence on decomposition. / O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito do Zn e Pb sobre a decomposição anaeróbia de duas macrófitas aquáticas. Para tanto foram realizados bioensaios utilizando fragmentos de Hedychium coronarium e Urochloa subquadripara, coletadas respectivamente nas represas do Fazzari e do Espraiado (São Carlos, SP, Brasil). A cinética de decomposição dos detritos foi acompanhada por 100 dias, juntamente com a variação temporal do pH, condutividade elétrica e razão E4/E6. Esse procedimento foi realizado com 6 tratamentos diferentes: C1 (controle), C2 (controle com adição de KNO3), Zn95 (95,3 mg.L-1), Zn2 (2,0 mg.L-1), Pb6 (6,0 mg.L-1) e Pb06 (0,06 mg.L-1). Os tratamentos foram mantidos a 15°C e 25°C com o objetivo de discutir o efeito da temperatura sobre a decomposição. As cinéticas do carbono orgânico e inorgânico em cada tratamento foram parametrizadas por modelos matemáticos. Para H. coronarium observou-se que os metais reduziram a velocidade de decaimento do carbono orgânico, o que foi representado pela redução dos coeficientes kT e k4. O tratamento com a maior concentração de zinco (Zn95) teve destaque por ter proporcionado decréscimos pequenos na quantidade de carbono orgânico particulado (COP) ao longo do período experimental. Os detritos de H. coronarium não foram mineralizados, inclusive nos tratamentos controle, o que pode estar associado a efeitos antimicrobianos dessa espécie. O decaimento do COP e aumento do carbono orgânico dissolvido (COD) estiveram provavelmente associados a microrganismos fermentadores. Embora o modelo de duplo decaimento tenha se ajustado bem à dinâmica do COP, a não ocorrência de mineralização não permitiu ajuste das demais equações que integram o modelo adotado. Para U. subquadripara os metais atuaram tanto no sentido de diminuir quanto de aumentar a velocidade de decaimento do carbono orgânico refratário, refletindo valores de k4 menores ou maiores em relação aos controles. Essas diferenças estão provavelmente relacionadas a interações dos metais com os detritos e/ou substâncias húmicas, alterando a concentração biodisponível aos organismos heterotróficos. O tratamento Zn95 ainda influenciou negativamente o processo de mineralização, demonstrando a capacidade do zinco em atuar de maneira independente nos processos de decaimento e mineralização do carbono orgânico. De maneira geral o modelo proposto representou a dinâmica de decomposição de U. subquadripara. A temperatura mostrou correlação positiva com o decaimento e mineralização do carbono orgânico em ambas as plantas. Concluiu-se que os metais Zn e Pb são capazes de atuar como funções de força no processo de decomposição anaeróbia, inibindo ou reduzindo a atividade heterotrófica; que o zinco pode atuar de maneira independente sobre os processos de decaimento do COP e de mineralização; que os efeitos destes metais foram diferentes para cada espécie, e que a adsorção dos mesmos aos detritos e substâncias húmicas são fatores que provavelmente condicionam o papel destes contaminantes como funções de força do processo de decomposição.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/2112 |
| Date | 22 August 2014 |
| Creators | Moitas, Marcel Loyo |
| Contributors | Santino, Marcela Bianchessi da Cunha |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ecologia e Recursos Naturais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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