Evaluation of Crambe abyssinica Hochst. ex R.E.Fr. (Brassicaceae) for arsenic removal and speciation changes in an Oxisol

• Autor(a) principal: Silva, Silmara Costa
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29321
• topic: Solos - Poluição; Arsênio; Fitorremediação; Crambe abyssinica; Rizosfera; Ciência do Solo

O arsênio (As) ocorre naturalmente em diversos ambientes, porém as atividades humanas também podem mobilizar grandes quantidades deste elemento. A contaminação, seja por condições naturais ou antrópicas, é uma preocupação para a saúde humana e o meio ambiente. A fitorremediação é uma das alternativas mais viáveis para a descontaminação de solos contaminados por As, utilizando plantas hiperacumuladoras ou tolerantes. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o potencial de Crambe abyssinica para fitorremediação de solo contaminado com As, em resposta a diferentes doses de As e fósforo (P) no solo, mapear a distribuição espacial e avaliar a especiação de As na rizosfera, na folha do Crambe e em solo tratado com As (III ou V). Dois experimentos foram realizados, sendo que no primeiro, um Latossolo arenoso do Cerrado Brasileiro foi incubado com P (NH 4 H 2 PO 4 ) e As (As 2 O 3 ) solubilizado em KOH 1 mol L -1 e oxidado a As(V), ambos nas doses de 0, 50, 100, 150 ou 200 mg dm -3 , em esquema fatorial. Três plantas de Crambe, previamente germinadas, foram plantadas por vaso e o experimento foi conduzido por 105 dias em casa de vegetação. As avaliações realizadas foram: absorção de As pelo Crambe; produção de biomassa; concentração de As em raízes, caules, folhas e sementes; fatores de translocação e de bioacumulação; e taxa de germinação de sementes. No segundo experimento, o mesmo tipo de solo foi utilizado para o plantio de Crambe. Para garantir a visualização das raízes durante o experimento, as plantas foram cultivadas em placas acrílicas, de modo que as raízes cresceram entre duas placas separadas por 5 mm. O solo recebeu solução de 10,7 mmol L -1 de As(III) e As(V) separadamente, compondo dois tratamentos diferentes. As plantas foram cultivadas em estufa por 20 dias. Para avaliar a distribuição espacial de arsênio e especiação no solo e na rizosfera, as amostras foram analisadas na linha de luz de Fluorescência de Raios – X (XRF) do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS), em Campinas, SP. As amostras foram separadas em folhas e sistema solo-rizosfera. As análises de µ-SXRF foram realizadas utilizando o feixe branco. Após o mapeamento, foram definidos os pontos com maior intensidade fluorescência de As (hotspots) e as análises de µ-XANES foram realizadas utilizando o feixe monocromático para identificar espécies de arsênio no contínuo raiz-rizosfera-solo. Após a coleta de dados, as plantas foram colhidas, separadas em folhas e raízes para extração em ácido trifluoroacético (TFA) e especiação por HPLC-AFS. A produção de biomassa diminuiu com o aumento de As para todas as doses de P maiores do que o controle (sem P). A concentração de arsênio nas plantas aumentou com a adição de P no solo, chegando a 759 mg kg - 1 de As no tratamento As150/P200. O Crambe produziu sementes viáveis, com taxas de germinação entre 60 e 95%, e teores de As de no máximo 2% do total de As na planta, mesmo para tratamentos com maior dose (As200). Os resultados também sugerem que o As está localizado principalmente nas nervuras das folhas de Crambe abyssinica e a espécie de As mais comuns nas folhas é o arsenito [As(III)]. No sistema raiz-rizosfera, diferenças entre as espécies de arsênio no solo e rizosfera foram encontradas, sugerindo que a raiz de Crambe altera a rizosfera, induzindo mudanças nas espécies de As por redução do arsenato ou indução da metilação como mecanismo de tolerância ao As. O tratamento que apresentou melhor resultado com relação ao conteúdo de arsênio na parte aérea foi As100/P200, o que significa remoção de aproximadamente 9 kg ha -1 de As do solo. Além acumular grande quantidade de As nas folhas e caules, as plantas de Crambe abyssinica apresentaram TF (Fator de Translocação) e Fator de Bioacumulação (BF) de 5,09 e 61,11, respectivamente, sugerindo que esta espécie tem potencial para a fitoextração de As de solos contaminados.