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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2011.tde-26092011-103918
Document
Author
Full name
Eloise Mello Viana
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2011
Supervisor
Committee
Lavorenti, Arquimedes (President)
Alleoni, Luis Reynaldo Ferracciú
Monteiro, Francisco Antonio
Santos, Jorge Antonio Gonzaga
Silva, Enilson de Barros
Title in Portuguese
Fitoextração em solo contaminado com metais pesados
Keywords in Portuguese
Cobre
Fitorremediação
Fitotoxicidade
Metais pesados do solo
Pinhão manso
Plantas - Estabilização
Poluição do solo.
Abstract in Portuguese
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.
Title in English
Phytoextraction of soil contaminated with heavy metals
Keywords in English
Copper
Phytoremediation
Phytostabilization
Phytotoxicity
Soil pollution.
Abstract in English
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.
 
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Publishing Date
2011-10-04
 
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