Plant affected lead speciation and availability in a soil contaminated by lead smelter

• Autor(a) principal: Amorim, Helen Carla Santana
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29339
• topic: Solos - Poluição; Metais pesados; Óxido de ferro; Chumbo; Ciência do Solo

A contaminação dos solos por chumbo (Pb) representa um problema relevante para a saúde pública e ambiental mundialmente. As espécies químicas de Pb determinam sua mobilidade no solo, sua disponibilidade para as plantas, e portanto, sua toxicidade potencial no ambiente. Compreender os fatores que afetam a especiação de Pb no sistema solo-planta é fundamental para o desenvolvimento de técnicas de remediação efetivas para sítios contaminados. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a especiação química de Pb em um solo contaminado por material particulado de metalurgia e relacioná-la a sua biodisponibilidade para diferentes espécies de plantas. Amostras de um Vertissolo (0-5 e 5-15 cm) foram coletadas em Santo Amaro, BA, Brasil, preparadas para a obtenção da fração < 2 mm, e caracterizadas física, química e mineralogicamente. Foram determinados os teores totais e as frações de Pb no solo. Em função dos diferentes teores de Pb no solo, as amostras de 0-5 e 5-15 cm foram nomeadas HPb e LPb, respectivamente. As amostras de solo foram acondicionadas em vasos para a condução do experimento em casa de vegetação. O experimento foi disposto em um delineamento em blocos casualizados, em um esquema fatorial 2 x (3+1), correspondente às duas profundidades (HPb e LPb) e às três espécies de plantas: eucalipto (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis), braquiária (Brachiaria brizantha cv. Marandu), mostarda (Brassica juncea L.), e um controle sem planta, com seis repetições. Após três meses de cultivo, as plantas foram coletadas, separadas em raiz e parte aérea, e tiveram a massa de matéria seca e os teores totais de Pb no material vegetal determinados. Amostras de solo aderidas às raízes das plantas constituíram o solo rizosférico; considerou-se como solo não rizosférico o solo dos vasos sem planta. Novamente, determinou-se os teores totais e as frações de Pb no solo. A especiação de Pb foi determinada através de espectroscopia de absorção de raios-X (XAS) baseada em luz síncrotron apenas nas amostras de solo rizosférico e não rizosférico da profundidade 0-5 cm (HPb). Os dados de massa de matéria seca, os teores totais de Pb nas amostras de solo, nas frações, e no material vegetal foram submetidos a ANOVA e comparados pelo teste de Tukey (p <0.05). Os espectros obtidos através da XAS foram normalizados, corrigidos, e as proporções entre as espécies químicas de Pb nas amostras de solo foram obtidas através de linear combination fitting (LCF). O cultivo de eucalipto proporcionou um aumento nos teores totais de Pb no solo rizosférico nas duas profundidades de solo avaliadas. A extração sequencial mostrou o predomínio de formas de Pb ligadas a (hidr)óxidos de Fe e Mn (Pb-Red) nos solos cultivados e não cultivado. O cultivo de mostarda e eucalipto promoveu uma redução na proporção de Pb-Red em ambas as camadas de solo (HPb e LPb), respectivamente, indicando uma possível dissolução destes compostos no solo. Em termos de especiação química, o solo não cultivado apresentou o predomínio de formas de Pb-caulinita, seguido por Pb- goethita e Pb-ferridrita. Nos solos cultivados, observou-se diminuição da proporção de formas de Pb-caulinita, a ausência de formas de Pb associadas a (hidr)óxidos de Fe e a presença de Pb-acetato. Isto sugere que, em condições de rizosfera, uma possível dissolução de compostos de Pb ligados a (hidr)óxidos de Fe, seguida pela complexação de Pb por ácidos orgânicos de baixo peso molecular possa estar ocorrendo. O cultivo de mostarda proporcionou a menor proporção de acetato de Pb no solo e uma maior concentração de Pb nas raízes, indicando o potencial dessa espécie como acumuladora de Pb. O cultivo de braquiária proporcionou a maior proporção de acetato de Pb no solo e uma menor concentração de Pb nas raízes, indicando que o cultivo dessa espécie favorece a acumulação de formas mais solúveis de Pb no solo. O eucalipto acumulou o maior estoque de Pb em material vegetal, indicando o potencial dessa espécie para estudos de fitorremediação. Nosso trabalho confirma que a presença das plantas e suas rizosferas associadas alteram a especiação de Pb no solo. A presença de formas solúveis de Pb no solo é dependente da espécie de planta cultivada, e não necessariamente implica em uma maior absorção pelas plantas.