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One of the most serious problems worldwide is heavy metal (HM) pollution. HMs can have a toxic effect on human health and thus cause serious diseases. To date, several methods have been used to clean environments contaminated by HMs, but most of them are expensive, and it is difficult to achieve the desired result. Phytoremediation is currently an effective and affordable processing solution used to clean and remove HMs from the environment. This review article discusses in detail the technology of phytoremediation and mechanisms of HM absorption. In addition, methods are described using genetic engineering of various plants to enhance the resistance and accumulation of HMs. Thus, phytoremediation technology can become an additional aid to traditional methods of purification. Resumo Um dos problemas mais graves em todo o mundo é a poluição por metais pesados (HMs). Os HMs podem ter um efeito tóxico na saúde humana e, assim, causar doenças graves. Até o momento, vários métodos têm sido utilizados para limpar ambientes contaminados por HMs, mas a maioria deles é cara, sendo difícil alcançar o resultado desejado. A fitorremediação é, atualmente, uma solução de processamento eficaz e acessível usada para limpar e remover HMs do ambiente. Este artigo de revisão discute em detalhes a tecnologia de fitorremediação e os mecanismos de absorção de HMs. Além disso, são descritos métodos que utilizam a engenharia genética de várias plantas para aumentar a resistência e o acúmulo de HMs. Assim, a tecnologia de fitorremediação pode se tornar uma ajuda adicional aos métodos tradicionais de purificação.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Os sistemas alagados construídos (SACs) são utilizados para o tratamento de diferentes águas residuárias, incluindo as de curtumes que são ricas em metais pesados. A presente pesquisa se propôs a avaliar o desempenho de SACs com a espécie vegetal Polygonum hydropiperoides Michx na fitorremediação de água residuária sintética de curtume (ARSC) por meio da adição de fito-hormônio (auxina) e bactéria promotora de crescimento vegetal (Azospirillum brasilense). Para tanto, foram instalados e operados nove SACs em escala piloto nomeados como: SAC F+B – sistema com fito-hormônio e bactéria; SAC F – sistema com fito-hormônio; SAC B – sistema com bactéria; SAC V – sistema somente vegetado e SAC NV – sistema não vegetado. Além disso, cada SAC vegetado possuía uma unidade em paralelo (controle) com a finalidade de avaliar a fitotoxicidade. De acordo com os resultados obtidos, os SACs usados foram eficientes na remoção de cromo, não apresentando diferenças significativas. Os sintomas visuais na porção aérea dos indivíduos expostos à ARSC incluíram encarquilhamento, necrose, clorose e senescência das folhas. A detecção positiva mais intensa para morte celular ocorreu nas folhas e raízes dos indivíduos expostos à ARSC. Nos SACs vegetados em que foram adicionados o fito-hormônio e as bactérias, houve menos danos visuais, menor detecção de morte celular nas folhas e raízes, tendo também sido observado o aumento no crescimento e na produtividade de P. hydropiperoides. Palavras-chave: Auxina. Azospirillum brasilense. Metal pesado. Fitorremediação. The constructed wetlands systems (CWs) are used for the treatment of different wastewaters, including those from tanneries that are rich in heavy metals. The present research proposed to evaluate the performance of CWs with the plant species Polygonum hydropiperoides Michx in phytoremediation of synthetic tannery wastewater (STW) through the addition of phytohormone (auxin) and plant growth promoting bacteria (Azospirillum brasilense). For this, nine CWs were installed and operated in pilot scale named as: CW F+B - system with phytohormone and bacteria; CW F - system with phytohormone; CW B - system with bacteria; CW V - only vegetated system and CW NV - non vegetated system. Besides, each vegetated CW had a parallel unit (control) in order to evaluate phytotoxicity. According to the results obtained, the used CWs were efficient in the chromium removal, not presenting significant differences. The visual symptoms in the aerial portion of the individuals exposed to STW included wilting, necrosis, chlorosis and senescence of the leaves. The most intense positive detection for cell death occurred in the leaves and roots of the individuals exposed to STW. In the vegetated CWs where the phytohormone and bacteria were added, there was less visual damage, less detection of cell death in the leaves and roots, and an increase in the growth and productivity of P. hydropiperoides was also observed. Keywords: Auxin. Azospirillum brasilense. Heavy metal. Phytoremediation.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Outra Agência Para a descontaminação de solos com metais pesados são propostos diversos métodos e procedimentos. Dentre eles, tem-se a fitorremediação. O presente estudo investiga a fitorremediação por fitólitos. Neste texto foram investigadas três plantas nativas do bioma Cerrado com capacidade de produzir sílico-fitólitos. As plantas estudadas foram: Rollinia leptopetala, Piptadenia gonoacantha e Sida sp. Os resultados revelaram que as espécies estudadas concentraram metais pesados nos sílico-fitólitos em concentraçõesdiferentes para os órgãos (raízes, caules, folhas) das plantas. A concentração nas plantas aumenta com a maior concentração disponível no solo. Si-fitólitos extraídos do solo (com pequenas quantidades de outros compostos, como óxidos; argilas < 1-3 %) mostram concentrações médias comparáveis às concentrações médias das plantas estudadas. Assim, os metais disponíveis são transformados em metais não-disponíveis, o que permite o uso destas plantas para a descontaminação. For the decontamination of soils, rich in heavy metals are proposed various methods and procedures. Among them, one is the phytoremediation. The present study investigates the phytoremediation by phytoliths. In this text three native plants from the Cerrado biome with ability to produce Si-phytoliths, were investigated. The studied plants are Rollinia leptopetala, Piptadenia gonoacantha and Sida sp. The results showed that the studied species concentrated heavy metals in Si-phytoliths in different concentrations in their organs (leaves, stems, roots). The concentration in plants increases with the highest available concentration in the soil. Si-phytoliths extracted from the soil (with small amounts of other compounds such as oxides, clays

Submitted by Daiane Silva Bonaldi (d.bonaldi@unesp.br) on 2022-04-08T20:53:29Z No. of bitstreams: 1 tese definitiva.pdf: 1861514 bytes, checksum: 950ffc826adfba9b319adbd6ec9e524f (MD5) Approved for entry into archive by Laudicélia Martins Arantes (lm.arantes@unesp.br) on 2022-04-11T12:12:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bonaldi_ds_dr_jabo_par.pdf: 593766 bytes, checksum: 294a09a47eb90b4a9cd4a9c081e6ce89 (MD5) Made available in DSpace on 2022-04-11T12:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bonaldi_ds_dr_jabo_par.pdf: 593766 bytes, checksum: 294a09a47eb90b4a9cd4a9c081e6ce89 (MD5) Previous issue date: 2021-09-14 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A associação de microrganismos com plantas hiperacumuladoras de metais potencialmente tóxicos (MPT) para remover, transferir ou estabilizar esses elementos do solo é uma ferramenta adequada para processos de biorremediação de ambientes contaminados. A capacidade dos microrganismos em resistir a esses ambientes depende de fatores bioquímicos, estruturais, fisiológicos e de adaptação genética deles. Sendo assim, o objetivo desde trabalho consiste na avaliação da capacidade do isolado Rhizobium sp. LBMP-C04 em ser usado para biorremediação e promoção de crescimento vegetal em solos contaminados com metais. Para isso, nesse trabalho foi realizada a predição de genes relacionados ao metabolismo de MPT, genes de promoção de crescimento e genes de resistência a antimicrobianos, bem como a realização de testes bioquímicos para comprovar essas características in vitro da bactéria Rhizobium sp. LBMP-C04. Através das anotações funcionais do genoma sequenciado foi possível predizer uma variedade de genes relacionados à resistência aos MPT, de promoção de crescimento vegetal e resistência a antimicrobianos no genoma bacteriano. Os genes de resistência estão associados principalmente a mecanismos relacionados a bombas de efluxo, reparo de danos ao DNA e na importação ou exportação de metal nas células bacterianas, a fim de manter a homeostase celular. Os genes que promovem o crescimento vegetal estão relacionados com os mecanismos de tolerância ao estresse osmótico, solubilização de fosfato, metabolismo do nitrogênio, fixação biológica de nitrogênio, formação de biofilme, respostas ao choque térmico e a biossíntese de ácido indol-3-ácetico (AIA), de triptofano e de ácidos orgânicos. Os resultados bioquímicos indicam que o isolado Rhizobium sp. LBMP-C04 é capaz de solubilizar fosfato de cálcio, produzir sideróforos e compostos indólicos in vitro; o isolado foi resistente aos antibióticos ampicilina, amoxicilina, rifampicina, ácido nalidíxico e trimetropina. O isolado Rhizobium sp. LBMP-C04 apresentou MIC de 5, 14, 13, 12, 48 e 401 mmol dm-3 respectivamente aos metais Cd2+, Cu2+, Cr6+, Cr3+, Zn2 e Ni2+, além de ter sido detectado acúmulo intracelular desses metais, demostrado pela remoção de metais do meio de cultivo e por microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados observados indicam a possibilidade de se utilizar o isolado Rhizobium sp. LBMP-C04 como uma bactéria eficiente em processos de biorremediação e fitorremediação de ambientes contaminados por metais potencialmente tóxicos por apresentar resistência a diversos metais e ter possibilidade de atuar como promotora de crescimento em plantas bioacumuladoras The association of microorganisms with hyperaccumulating plants of potentially toxic metals (PTM) to remove, transfer or stabilize these elements from the soil is a suitable tool for bioremediation processes in contaminated environments. The ability of microorganisms to resist these environments depends on biochemical factors, physiological adaptations and their genetic adaptation. Therefore, the objective of this work is to evaluate the isolation capacity of Rhizobium sp. LBMP-C04 to be used for bioremediation and plant growth promotion in metal contaminated soils. For this purpose, in this work a prediction of genes related to PTM metabolism, growth promotion genes and antimicrobial resistance genes was performed, as well as the performance of biochemical tests to prove these characteristics in vitro of the bacterium Rhizobium sp. LBMP-C04. Through the linked annotations of the sequenced genome, it was possible to predict a variety of genes related to PTM resistance, plant growth promotion and antimicrobial resistance in the bacterial genome. Resistance genes are mainly associated with components related to efflux pumps, repair of DNA damage and the import or export of metal in bacterial cells, in order to maintain cell homeostasis. Genes that promote plant growth are related to mechanisms of osmotic stress tolerance, phosphate solubilization, nitrogen metabolism, biological nitrogen correction, biofilm formation, heat shock responses and indole-3-acetic acid biosynthesis (IAA), tryptophan and organic acids. The biochemical results indicate that the isolate Rhizobium sp. LBMP-C04 is able to solubilize calcium phosphate, produce siderophores and indole compounds in vitro; o was an isolate resistant to the antibiotics ampicillin, amoxicillin, rifampicin, nalidixic acid and trimethoppine. The isolate Rhizobium sp. LBMP-C04 presented MIC of 5, 14, 13, 12, 48 and 401 mmol dm-3 respectively to the metals Cd2+, Cu2+, Cr6+, Cr3+, Zn2 , and Ni2+, in addition to having detected intracellular accumulation of these, demonstrated by metal metals metals in the culture medium and by transmission electron microscopy. The observed results indicate the possibility of using the isolate Rhizobium sp. LBMP-C04 as an efficient bacterium in bioremediation and phytoremediation processes in environments contaminated by potentially toxic metals due to its resistance to several metals and being able to act as a growth promoter in bioaccumulating plants

Orientador : Adriana Parada Dias da Silveira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A acumulação de Cd pelas plantas e a crescente presença desse metal no sistema edáfico é, atualmente, de grande preocupação ambiental pois pode acarretar problemas para a saúde humana e causar efeitos deletérios no ecossistema edáfico. A micorriza arbuscular (MA), considerada uma simbiose quase que universal entre plantas superiores e fungos da ordem Glomales, constitui uma ponte entre o solo e a planta tendo influência direta na absorção de nutrientes e de elementos potencialmente tóxicos. Nesse contexto, o presente trabalho estudou a influência da associação micorrízica arbuscular em plantas potencialmente remediadoras de solos contaminados, feijão de porco, milho e girassol, na absorção e acúmulo de Cd, e na possível atenuação do estresse causado pelo excesso de Cd nas plantas hospedeiras. Com esse propósito, foram avaliados parâmetros de crescimento, a distribuição de Cd na parte aérea, raízes e no micélio extrarradicular dos fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) inoculados e associados às plantas hospedeiras. A atividade da guaiacol peroxidase nas raízes, umas das enzimas chave no sistema antioxidante da planta, a absorção de nutrientes e a atividade da fosfatase em folhas foram utilizadas na avaliação do estresse e da possível tolerância das plantas ao Cd. De forma geral, as plantas beneficiaram-se da associação com FMAs, tanto na ausência como na presença de Cd. No entanto, mostraram respostas diferentes em termos de acúmulo de Cd. O feijão de porco, quando associado a Glomus etunicatum, e o girassol colonizado por G. intraradices absorveram maiores quantidades de Cd do que plantas não micorrizadas (NM). Já o milho colonizado por G. macrocarpum absorveu menores quantidades de Cd do que os homólogos NM. O girassol acumulou concentrações de Cd superiores a 200 mg kg-1 na parte aérea, podendo ser considerada uma planta hiperacumuladora de Cd, sendo que absorveu e translocou ainda maiores concentrações de Cd quando associado a G. intraradices. A micorrização do milho promoveu o seu crescimento, melhorando a nutrição mineral e atenuando o estresse da planta em condições de excesso de Cd. A atividade da enzima guaiacol peroxidase mostrou-se um indicador sensível do estresse oxidativo causado pelo Cd nas raízes, sendo induzida na presença do metal e influenciada pela micorrização das plantas Abstract: Cd accumulation by plants and the increasing presence of this metal in the soil system is nowadays of great environmental concern. Cd contamination can bring human health problems and harmful effects to the soil ecossystem. Arbuscular mycorrhiza (AM) is considered a universal symbiosis between higher plants and fungi from the order Glomales. This symbiosis is a direct link between soil and plant roots, with a direct influence in nutrient and potentially toxic elements uptake. In this context, the present research studied the influence of the arbuscular mycorrhizal association in potencial remediator plants of contaminated soil, jackbean, maize and sunflower, on Cd uptake and accumulation patterns and evaluated the possible alleviation of the stress caused by excess Cd confered to the host plants. With this intention, plant growth parameters and Cd distribution in shoots, roots and in the extraradical mycelia of the arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) inoculated were evaluated. Guaiacol peroxidase activity in plant roots, as one of the key enzymes of the antioxidant system in plants, nutrient uptake and phosphatase activity in leaves were used to evaluatethe stress caused by Cd and the possible phytotoxicity alleviation in plants due to mycorrhiza. In a general way, plants benefited from the AM association, both in the ausence and in the presence of Cd. However, plant response in terms of Cd accumulation differed. Jackbean plants associated to G. etunicatum and sunflower plants colonized by G. intraradices absorved higher amounts of Cd than non-mycorrhizal (NM) plants. Sunflower plants colonized by G. intraradices showed a shoot Cd concentration higher than 200 mg kg-1 and can be considered a Cd hyperaccumulator plant. In addition, sunflower plants absorved and translocated still higher Cd amounts when in association with G. intraradices. Maize mycorrhization promoted plant growth, ameliorated mineral nutrition and attenuated plant stress in excess Cd conditions. Guaiacol peroxidase activity showed to be a sensitive biomarker of the oxidative stress caused by Cd in plant roots. The enzime was induced in the presence of the metal and influenced by plant mycorrhal status Doutorado Biologia Vegetal Doutor em Genética e Biologia Molecular

A situação energética, a nível global, tem estado fortemente dependente da exploração de combustíveis fósseis, dos quais, gás natural, petróleo e carvão. A utilização intensiva destes recursos não renováveis constitui o principal modelo de crescimento social e económico, que conduziu a graves problemas ambientais, visto que esta utilização está associada a emissões de gases com efeito de estufa e outros poluentes. Dentro deste contexto, surgem as culturas energéticas, como uma alternativa para complementar o fornecimento de produtos energéticos. A necessidade mundial por fontes alternativas para produção de biocombustíveis faz com que pesquisa com culturas oleaginosas, como a Camelina sativa e outras culturas, sejam realizadas. Assim, o principal objetivo foi o de avaliar o potencial de produção desta oleaginosa em solos contaminados com metais pesados, como forma de aproveitar e remediar solos marginais e, simultaneamente, contribuir para reduzir ou minimizar o agravamento das alterações climáticas através da utilização da biomassa produzida para produção de energia. Além disso, a utilização de solos marginais contribui para que os riscos associados à alteração do uso do solo sejam minorados. Este ensaio foi realizado em vasos, em condições controladas, onde se cultivaram duas variedades de Camelina sativa (verão e inverno), em solos contaminados com Níquel (Ni - 110/220 mg/kg) ou Cádmio (Cd - 4/8 mg/kg), de modo a conhecer as suas características de adaptabilidade, produtividade e qualidade da biomassa para fins energéticos. A contaminação com níquel não afetou de forma significativa ambas variedades de C. sativa, mas a contaminação com cádmio, afetou a produtividade de ambas variedades de forma significativa, sendo que, na maioria dos ensaios não chegou a produzir síliquas. Em termos da qualidade da biomassa, a contaminação (sobretudo com Cd), conduziu a biomassas com maior teor de cinzas. No que diz respeito à fitorremediação, pode concluir-se que a camelina é tolerante aos metais, tornando possível a sua produção em solos contaminados com o níquel e em alguns casos com o cádmio nas concentrações dos experimentos testados. Finalmente, com base nos resultados encontrados no índice de acumulação (IA) e fator de translocação (FT), pode concluir-se que a camelina é uma cultura altamente apropriada e com características adequadas ao processo de fitoextração com o Ni. The energy situation at a global level has been heavily dependent on the exploitation of fossil fuels, including natural gas, oil and coal. The intensive use of these non-renewable resources is the main model of social and economic growth, which has led to serious environmental problems, as this use is associated with emissions of greenhouse gases and other pollutants. Within this context, energy crops appear as an alternative to complement the supply of energy products. The worldwide need for alternative sources to produce biofuels makes research on oil crops, such as Camelina sativa and other crops, an interesting topic for research. Thus, the main objective was to evaluate the production potential of C. sativa in soils contaminated with heavy metals, to remediate marginal soils and, simultaneously, contribute to reduce or minimize the aggravation of climate change using produced biomass for energy production. Furthermore, the use of marginal land contributes to reducing the risks associated with land use change. This test was carried out in pots, under controlled conditions, where two varieties of Camelina sativa (summer and winter) were cultivated in soils contaminated with Nickel (Ni - 110/220 mg/kg) or Cadmium (Cd - 4/8 mg/ kg), to know the adaptability, productivity, and quality characteristics of this biomass for energy purposes. Contamination with nickel did not significantly affect both varieties of C. sativa, but contamination with cadmium affected the productivity of both varieties significantly, and in most trials, it did not produce siliques. In terms of biomass quality, contamination (especially with Cd) led to biomass with higher ash content. About phytoremediation, it can be concluded that camelina is tolerant to metals, making it possible to produce it in soils contaminated with nickel and in some cases with cadmium at the concentrations of the experiments tested. Finally, based on the results found in the accumulation index (AI) and translocation factor (TF) index, it can be concluded that camelina is a highly suitable crop with adequate characteristics for the phytoextraction process with Ni.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Heavy metal toxicity has serious consequences for the environment and man. Among these elements, cadmium (Cd) is considered one of the most harmful. When reaching high levels of contamination in an area, the suppression of vegetation can occur, so the identification of species resistant to this contamination helps in the process of revegetation and decontamination of these places. The species Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. and Mimosa scabrella Benth. are Brazilian natives, of fast growth and that occur naturally in Rio Grande do Sul. This study was divided into two chapters. In Chapter I, the objective was to evaluate the effects of Cd on growth and on physiological and morphological variables, and in Chapter II the objective was to evaluate the effects of Cd on the biochemical variables of P. dubium and M. scabrella seedlings in hydroponic and determine the sensitivity or resistance/tolerance of these plants to this element. The experiments were carried out in the greenhouse and in the Physiology and Plant Nutrition Laboratories of the Department of Biology, Federal University of Santa Maria, Santa Maria, RS. The seedlings of both species (obtained by sowing on commercial substrate) after reaching 15 cm in height, were transferred to the hydroponic system for acclimatization, which was composed of a complete nutrient solution. The treatments were represented by adding the following Cd concentrations (in the form of CdCl2) to the solution: 0, 25, 50, 75 and 100 μM. For each species, the experimental design was completely randomized, with four replications consisting of 16 plants each. P. dubium was cultivated in January and M. scabrella in May 2019, but in both experiments the plants remained exposed for 14 days to Cd, and after that period physiological, biochemical and morphological analyzes were performed. The data were subjected to analysis of variance and differentiated means by the Tukey test at 5% probability of error. P. dubium species was shown to be sensitive to Cd even at low concentrations, because the increase in Cd in solution negatively affected photosynthesis, photosynthetic pigment content, morphology of the root system, biomass production and growth in height and root main. The activity of the guaiacol peroxidase (POD) enzyme in P. dubium and M. scabrella was induced even in high concentrations of Cd and reduced the levels of hydrogen peroxide, however this was not able to prevent lipid peroxidation in both species. In the evaluated period, the peroxidation of membrane lipids did not cause damage to the production of biomass, root system architecture and pigment content in plants of M. scabrella in low concentrations. Therefore, M. scabrella can be a species indicated for the recovery of soils contaminated with cadmium up to 50 μM. A toxidez por metais pesados acarreta sérias consequências ao meio ambiente e ao homem. Dentre estes elementos, o cádmio (Cd) é considerado um dos mais danosos. Ao atingir altos níveis de contaminação em uma área, pode ocorrer a supressão da vegetação, por isso a identificação de espécies resistentes a esta contaminação auxilia no processo de revegetação e descontaminação destes locais. As espécies Peltophorum dubium (Spreng.) Taub. e Mimosa scabrella Benth. são nativas brasileiras, de crescimento rápido e que ocorrem naturalmente no Rio Grande do Sul. Este estudo foi dividido em dois capítulos. No Capítulo I, o objetivo foi avaliar os efeitos do Cd no crescimento e nas variáveis fisiológicas e morfológicas, e no Capítulo II o objetivo foi avaliar os efeitos do Cd nas variáveis bioquímicas das mudas de P. dubium e M. scabrella em cultivo hidropônico e determinar a sensibilidade ou resistência/tolerância dessas plantas a este elemento. Os experimentos foram realizados na casa de vegetação e nos Laboratórios de Fisiologia e Nutrição de Plantas do Departamento de Biologia, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS. As mudas de ambas as espécies (obtidas pela semeadura em substrato comercial) após atingirem 15 cm de altura, foram transferidas para o sistema hidropônico para aclimatação, o qual era composto por solução nutritiva completa. Os tratamentos foram representados pelo acréscimo das seguintes concentrações de Cd (na forma de CdCl2) à solução: 0, 25, 50, 75 e 100 μM. Para cada espécie, o delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições compostas por 16 plantas cada. P. dubium foi cultivada em janeiro e M. scabrella em maio de 2019, mas nos dois experimentos as plantas permaneceram expostas por 14 dias ao Cd, e após esse período foram realizadas as análises fisiológicas, bioquímicas e morfológicas. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias diferenciadas pelo teste de Tukey em 5% de probabilidade de erro. A espécie P. dubium se mostrou sensível ao Cd mesmo em baixas concentrações, pois o aumento de Cd em solução afetou negativamente a fotossíntese, o teor de pigmentos fotossintéticos, a morfologia do sistema radicular, a produção de biomassa e o crescimento em altura e raiz principal. A atividade da enzima guaiacol peroxidades (POD) em P. dubium e M. scabrella foi induzida mesmo em altas concentrações de Cd e reduziu os níveis de peróxido de hidrogênio, entretanto isso não conseguiu evitar a peroxidação lipídica nas duas espécies. No período avaliado, a peroxidação de lipídeos de membrana não ocasionou danos à produção de biomassa, arquitetura do sistema radicular e teor de pigmentos em plantas de M. scabrella em baixas concentrações. Portanto, a M. scabrella pode ser uma espécie indicada para recuperação de solos contaminados com cádmio até 50 μM.

A atividade minerária gera impactos ambientais por diversos meios, como o acúmulo de metais pesados nos solos e na água. As técnicas de fitorremediação, são muito utilizadas e podem ter seu potencial ampliado com a associação a micro-organismos. Este trabalho avaliou o acúmulo de metais pesados e os efeitos sobre parâmetros morfofisiológicos de plântulas de Cassia grandis, associadas a fungos micorrízicos arbusculares (FMA), cultivadas em rejeito de mineração. Sementes de C. grandis foram germinadas em areia lavada e transplantadas para tubetes com substrato comercial, com ou sem FMA. Posteriormente, foram transferidas para vasos com rejeito de mineração e mantidas em casa de vegetação, por 4 meses, divididas em cinco grupos: substrato comercial sem inóculo (T 0 ), rejeito sem inóculo (T 1 ), rejeito e inóculo obtido de solo de floresta nativa (T 2 ), rejeito e inóculo obtido de área contaminada com rejeito (T 3 ), rejeito e inóculo obtido de área contaminada com rejeito com cultura de laboratório (T 4 ). Foram analisados os teores de metais e arsênio, atividade enzimática antioxidante, trocas gasosas, teores de pigmentos cloroplastídicos, de peróxido de hidrogênio, de malonaldeído e morfologia de folhas. Os elementos arsênio, cádmio e chumbo não foram detectados nos tecidos das plantas. Por outro lado, houve aumentos nas concentrações de ferro (Fe) e cobre (Cu) em folhas das plantas cultivadas com rejeitos de mineração em relação ao controle. O cultivo das plantas em substratos com rejeito de mineração resultou em aumento na atividade das enzimas antioxidantes e nos teores de antocianinas, e diminuição nos teores de clorofilas a, b e carotenoides. O aumento da atividade enzimática pode estar relacionado ao aumento da concentração de alguns metais pesados. Os parâmetros de trocas gasosas foram reduzidos e este fato está diretamente relacionado a alta compactação do rejeito, que impõe uma limitação hídrica as plantas. Nossos resultados indicam que o cultivo de C. grandis em rejeitos de mineração impõe danos fisiológicos e, a inoculação de FMA’s, não resultou em ganhos positivos para a maioria dos parâmetros analisados. A limitação física ao desenvolvimento radicular foi o principal problema nos tratamentos contendo rejeitos. Entretanto, com o manejo adequado do solo, esta espécie pode ser utilizada para revegetação de locais contaminados por rejeito de mineração de ferro. Palavras-chave: Fitorremediação. Metais Pesados. Fisiologia Vegetal. Revegetação. The mining activity generates environmental impacts by several means, such as the accumulation of heavy metals in soils and water. Phytoremediation techniques are widely used and may have their potential expanded with microorganism’s association. The purpose of this work was to evaluate the accumulation of heavy metals and the effects on morphophysiological parameters of Cassia grandis seedlings associated with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) grown in mining tailings. C. grandis seeds were germinated in washed sand and transplanted to tubes with commercial substrate with or without AMF. Subsequently, they were transferred to pots with mining tailings and kept at a greenhouse for 4 months, divided into five groups: commercial substrate without inoculum (T 0 ), tailings without inoculum (T 1 ), tailings and inoculum obtained from native forest soil (T 2 ), tailings and inoculum obtained from areas contaminated with tailings (T 3 ), tailings and inoculum obtained from areas contaminated with tailings, with laboratory culture (T 4 ). Metals and Arsenic contents, antioxidant enzyme activity, gas exchange, chloroplast pigment, hydrogen peroxide, malonaldehyde and leaf morphology contents were analyzed. Arsenic, cadmium and lead elements were not detected in the tissues of the plants. On the other hand, there were increases in iron concentrations (Fe) and copper (Cu) in leaves of the plants cultivated with mining tailings compared to the control. The cultivation of plants on substrates with mining tailings resulted in an increasement in the activity of antioxidant enzymes also in anthocyanins levels, and the chlorophylls a, b and carotenoids levels decreased. The enzyme activity increasement may be related to the increase in the concentration of some heavy metals. The gas exchange parameters were reduced which is directly related to the high compaction of the tailings, that imposes a water limitation on the plants. Our results indicate that the cultivation of C. grandis in mining tailings imposed physiological damage and the inoculation of AMF’s did not result in positive gains for major analyzed parameters. Physical limitation to root development was the main problem in treatments containing tailings. However, with a proper soil management these species can be used to revegetate sites contaminated by iron mining tailings. Keywords: Phytoremediation. Heavy Metals. Plant Physiology. Revegetation.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Outra Agência A presença de elevadas concentrações de Cu e Zn no lodo de esgoto pode limitar a sua utilização agrícola como fertilizante orgânico. Portanto, objetivou-se neste trabalho avaliar a produção de biomassa e fitoextração de Cu e Zn pelo capim-elefante cultivado em lodo de esgoto puro. O experimento foi realizado em casa de vegetação, no delineamento blocos casualizados. Os tratamentos corresponderam a cinco períodos de cultivo do capim-elefante em parcelas de lodo de esgoto puro (30, 60, 90, 120 e 150 dias), com cinco repetições. O capim-elefante demonstrou alta capacidade de desenvolvimento no lodo de esgoto puro, apesar das condições adversas enfrentadas, como aquecimento do resíduo e concentração elevada de Zn. No período de 120 dias, o capim-elefante cultivado em lodo de esgoto produziu 33,6 t há-1 de massa seca de parte aérea. O aumento do tempo de cultivo proporcionou acréscimos na extração de Cu e Zn pela planta. No entanto, o capim-elefante apresentou uma baixa capacidade de fitoextração de Cu e Zn no lodo de esgoto, mesmo com cultivos mais longos. The presence of high concentrations of Cu and Zn in sewage sludge may limit its agricultural use as an organic fertilizer. The aim of this work was to evaluate the production of biomass and phytoextraction of Cu and Zn by elephant grass cultivated in raw sewage sludge. The experiment was carried out in a greenhouse using a randomized blocks design. The treatments corresponded to five periods of elephant grass cultivation in plots of raw sewage sludge (30, 60, 90, 120 and 150 days), with five replications. The elephant grass demonstrated high development capacity in the raw sewage sludge, despite the adverse conditions faced, such as heating of the residue and high concentration of Zn. In the 120-day period elephant grass cultivated in sewage sludge produced 33.6 t ha-1 dry mass of the aerial part. The increase of the cultivation time provided increases in Cu and Zn extraction by the plant. However, the elephant grass presented a low phytoextraction capacity of Cu and Zn of the sewage sludge, even with longer cultivations.

A produção de culturas energéticas constitui uma opção auspiciosa na substituição parcial de combustíveis fósseis na produção energética. São várias as espécies passíveis de ser cultivadas com vista à utilização da biomassa para produção de energia. A Camelina sativa (L.) Crantz é uma oleaginosa bastante promissora no âmbito da produção de culturas energéticas, devido à sua elevada produtividade e resistência a fatores externos extremos, como baixas quantidades de água ou pragas. Além do potencial de produção de bioenergia, a espécie apresenta capacidade de remoção de metais pesados do solo. Assim, o presente trabalho visa a investigação da potencialidade da Camelina sativa na fitorremediação de solos artificialmente contaminados com Zn (450/900 mg.kg-1, ms) ou Pb (450/900 mg.kg-1, ms). O principal intuito desta abordagem passa pelo conhecimento das vantagens da tecnologia de fitorremediação na descontaminação de solos contaminados com metais pesados, conciliando esta vertente com a redução dos riscos inerentes a estes elementos. Foi, deste modo, realizado um estudo dos efeitos de solos contaminados com Zn ou Pb na produtividade e qualidade da biomassa das culturas de verão e inverno de Camelina sativa, e na avaliação da capacidade de fitorremediação desta cultura energética em extrair metais dos solos. Este ensaio foi realizado em vasos, mediante condições controladas, com a duração de um ciclo vegetativo. A produtividade da biomassa aérea não foi afetada pela presença dos metais no solo, assim como os parâmetros biométricos das culturas, à exceção da altura. No caso da biomassa aérea, a cultura de verão revelou produtividades mais elevadas, especialmente no caso da contaminação com Pb. A camelina comporta-se como tolerante à presença de ambos os metais, o teor de cinzas produzido foi reduzido e não se verificou uma translocação elevada da parte radicular para a parte aérea.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Em decorrência do grave impacto ocasionado pela ação antrópica por meio da atividade extrativista mineral ao nível mundial e seus efeitos sobre os ecossistemas e a saúde humana, estudos científicos tem sido realizados no intuito de procurar soluções ou meios para a mitigação desses impactos. O presente estudo visou primeiramente retratar a percepção de uma população localizada no Semiárido do Nordeste Brasileiro do Estado do Rio Grande do Norte (RN), potencialmente impactada pela atividade extrativista mineral como fator de vulnerabilidade social e sanitária. Em seguida, como forma de minimizar esses impactos foi testada a fitorremediação de metais pesados oriundos da mineração utilizando algaroba (Prosopis juliflora (SW.) DC) como planta passível de remediar esses elementos presentes nas áreas objeto do estudo, principalmente na mina Brejuí/RN. O estudo foi consolidado em dois capítulos, o primeiro; Percepção do risco ambiental por população exposta à atividade de mineração no semiárido nordestino, realizado na área da comunidade da mina, e o segundo; Algaroba (Prosopis juliflora) como potencial agente fitorremediador de metais pesados no semiárido do nordeste brasileiro, realizado in situ em duas áreas distintas, mina (área 1) e fazenda (área 2). A metodologia utilizada foi a aplicação de formulários semiestruturados e análises descritivas dos resultados observados (capítulo 1), e o uso da coleta de amostras e análises dos teores de metais pesados nas matrizes ambientais (solo, água e planta) na mina e na fazenda, com aplicação de análises descritivas dos resultados e o coeficiente de correlação de Spearmam, verificando assim a associação do grau de contaminação dos metais em solo, água e raízes da algaroba. Após, foi aplicado o fator de bioacumulação sobre cada metal para confirmar o potencial fitorremediador da algaroba (capítulo 2). Como resultados, ficou evidenciado que o desenvolvimento intelectual é um fator decisivo no comportamento e no entendimento das problemáticas ambientais e dos riscos atribuíveis ao potencial poluidor gerado pela atividade antrópica local, com influência na qualidade de vida dos indivíduos e no meio ambiente. Houve altas concentrações de determinados metais (Al, Cd, Ni, Co, Cr, Fe, Mn, Zn e Cu) nos diferentes compartimentos ambientais, portanto, de acordo com o fator de bioacumulação aplicado para cada elemento, a algaroba apresentou concentrações importantes de metais em suas raízes Co > Ni > Cu > Zn >Al > Cr > Mn > Fe. A algaroba possivelmente remediou metais em suas raízes, indicando ser uma planta com potencial para fitorremediação, sugerindo pelo parâmetro analisado (raiz da planta), a fitoestabilização como abordagem mais adequada para este estudo. No entanto, as observações aqui alcançadas servem de subsídio para que futuros trabalhos venham a ser aprofundados quantos aos mecanismos biogeoquímicos de absorção da planta e, direcionados, a ratificar ou retificar esse estudo tão importante ao nível social e econômico para as atividades de mineração da região, bem como para melhor sustentabilidade do Semiárido do Nordeste Brasileiro. Due to the serious impact caused by anthropic action through worldwide mineral extractive activity and its effects on ecosystems and human health, studies and scientific research have been carried out in order to seek solutions or ways to mitigate these impacts. The present study aimed at represent the perception of a population located in the Brazilian Semi - arid of the State of Rio Grande do Norte (RN), potentially impacted by extractive mineral activity as a factor of social and sanitary vulnerability. Then, as a way of minimizing these impacts, the phytoremediation of heavy metals from the mining using algaroba (Prosopis juliflora (SW.) DC) was tested as a plant able to remediate these elements present in the Brejuí / RN mine. The study was consolidated in two chapters, the first one, Perception of the environmental risk by population exposed to the mining activity in the Northeastern semi-arid region, in the mine community area, and the second, Phytoremediation: Prosopis juliflora (SW.). DC) as a potential phytoremediation agent for mining residues in the Brazilian Northeast semi-arid region, performed in situ in two distinct areas, mine (area 1) and farm (area 2). The methodology used was the application of semistructured forms and descriptive analysis of the observed results (chapter 1), and the use of sample collection and analysis of heavy metal contents in the environmental matrices (soil, water and plant) in the mine and on the farm, with application of descriptive analysis of the results and the correlation coefficient of Spearmam, thus verifying the association of the degree of contamination of the metals in soil, water and roots of the algaroba. After that, the phytoremediation factor was applied on each metal to confirm the phytoremediation potential of the algaroba (chapter 2). As results, it was evidenced that intellectual development is a decisive factor in the behavior and understanding of the environmental issues and the risks attributable to the polluting potential generated by the local anthropic activity, with influence on the quality of life of individuals and the environment. There were high concentrations of certain metals (Al, Cd, Ni, Co, Cr, Fe, Mn, Zn and Cu) in the different environmental compartments, so, according to the phytoremediation factor applied for each element, the algaroba phytoremediated Co > Ni > Cu > Zn >Al > Cr > Mn > Fe. The algaroba remedied metals in its roots, confirming that it is a phytoremediating plant, suggesting, by the parameter analyzed (plant root), phytostabilization as the most appropriate approach for the Brejuí mine area. The observations achieved here serve as a subsidy for future work to be aimed at ratifying or rectifying this study, which is so important in social and economic terms for the mining activities of the studied region, as well as for the better sustainability of the semi-arid region of the Brazilian Northeast.

Pesquisas referentes à extração de metais pesados por plantas de pinhão-manso (Jatropha curcas) ainda são incipientes. Com a perspectiva dessa planta ser utilizada na recuperação de solos contaminados, objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos do cádmio (Cd) no crescimento do pinhão-manso e a acumulação e distribuição desse metal na planta. O delineamento experimental utilizado, inteiramente casualizado, consistiu em cinco doses de Cd (0, 10, 20, 30 e 40 mg dm-3) e três repetições. Aos 90 dias após a sementeira, foram avaliados a altura da planta, o diâmetro caulinar e a área foliar. No final do ensaio as plantas foram colhidas, o material vegetal separado em raízes, caules e folhas e matéria seca de cada parte da planta avaliada bem como os teores de Cd nos tecidos vegetais. Durante o período experimental, o Cd interferiu significativamente no crescimento do pinhão-manso reduzindo a altura, o diâmetro caulinar, a área foliar e a produção de biomassa. A acumulação de Cd nas plantas obedeceu à seguinte ordem: raiz > caule > folha. O índice de translocação do Cd para a parte aérea diminui com o aumento do Cd aplicado., Revista de Ciências Agrárias, vol. 37 n.º 3 (2014)

RESUMO A contaminação por chumbo (Pb) é uma preocupação crescente em todo o mundo uma vez que os ambientes aquáticos são sujeitos sobretudo a inúmeras fontes de poluição. Este trabalho teve, como objetivo, avaliar a tolerância de E. grandiflorus ao Pb e sua capacidade de acumular e alocar o poluente e a relação dessas características com a anatomia radicular. Foram montados experimentos com plantas de E. grandiflorus expostas às seguintes concentrações de Pb em solução nutritiva: [0; 0,75; 1,5; 3,0 e 9,0 μM de Pb(NO3)2]. As plantas foram mantidas nessas condições, durante 60 dias. Avaliaram-se, ao final do experimento, a concentração de chumbo na biomassa das plantas e as modificações na anatomia radicular. As plantas de E. grandiflorus acumularam 113,74 mg Pb kg-1 de matéria seca com translocação reduzida para a parte aérea. As modificações no xilema radicular demonstraram aumento na capacidade de condução de água e nutrientes nas plantas expostas ao Pb. Constatou-se espessamento da exoderme e do córtex radicular; é provável que essas modificações estejam relacionadas com a maior alocação de Pb nas raízes. As plantas de Echinodorus grandiflorus são capazes de absorver e acumular Pb principalmente nas raízes; esta absorção é, por outro lado, modulada pela anatomia radicular. ABSTRACT Lead (Pb) contamination is a growing concern worldwide and water environment is particularly subjected to many sources of pollution. This study aimed to evaluate the tolerance of Pb in Echinodorus grandiflorus and its capacity to absorb and accumulate this pollutant, as well as the relationship of these characteristics with root anatomy. Experiments were conducted using E. grandiflorus plants exposed to the following Pb levels in nutrient solution: [0, 0.75, 1.5, 3.0, and 9.0 μM of Pb(NO3)2]. Plants were maintained in these conditions for 60 days. At the end of the experiment Pb levels in plant biomass as well as the modifications in the root anatomy were evaluated. E. grandiflorus accumulated 113.74 mg Pb kg-1 of dry matter and reduced translocation to shoots. Xylem modifications in roots showed increased water and nutrient conduction capacity in plants exposed to Pb. Exodermis and root cortex thickening were detected and may be related to lead allocation in roots. Echinodorus grandiflorus plants are able to absorb and accumulate Pb mainly in roots and this absorption is modulated by root anatomy.

This study evaluated the bioindication and phytoremediation capacity of the aquatic macrophyte Sagittaria montevidensis by using it to assess the bioconcentration and translocation of heavy metals. A simple sampling was conducted at four sites in the region of Pelotas, southern Brazil, where plants, water and sediments were collected. The plants were subjected to nitric-perchloric acid digestion and the sediments underwent pseudo-total acid digestion. The determination of the elements Cr, Cu, Pb, Ni and Zn in the extracts was performed by flame atomic absorption spectrometry. Physicochemical tests were also carried out on water samples, including pH, electrical conductivity, chlorides, alkalinity, hardness and organic matter, and in sediment samples, moisture and organic matter content. The macrophyte study indicated a Bioconcentration Factor (BCF) and a Translocation Factor (TF), especially for Ni. The results showed that the aquatic macrophyte species S. montevidensis has a phytoextraction capacity, mainly for Ni, and potentially for bioindication of Cu, Ni and Zn. Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade de fitorremediação e bioindicação da macrófita aquática Sagittaria montevidensis, utilizando como parâmetros a bioconcentração e translocação de metais pesados. Foi realizada uma amostragem simples em quatro locais na região de Pelotas, sul do Brasil, na qual foram coletadas plantas, águas e sedimentos. As plantas foram submetidas a digestão ácida nítrico-perclórica e os sedimentos sofreram a extração pseudo-total de digestão ácida. A determinação dos elementos Cr, Cu, Pb, Ni e Zn nos extratos foi realizada por espectrometria de absorção atômica em chama. Também foram realizados ensaios físico-químicos em amostras de água, incluindo pH, condutividade elétrica, cloretos, alcalinidade, dureza e matéria orgânica e, em amostras de sedimentos, umidade e teor de matéria orgânica. A macrófita aquática estudada apresentou Fator de Bioconcentração (FBC) e Fator de Translocação (FT), principalmente de Ni. Os resultados obtidos mostraram que a macrófita aquática da espécie S. montevidensis possui capacidade para fitoextração, principalmente de Ni e potencial para bioindicação de Cu, Ni e Zn.

A contaminação por metais pesados é uma das maiores preocupações dos dias atuais, uma vez que pode acarretar problemas de saúde pública. Atualmente, um dos principais problemas enfrentados com a prática da mineração é a alteração do fluxo geoquímico e do fluxo natural dos metais pesados, aumentando, assim, a liberação destes na biosfera. O uso de plantas para fitorremediar solos contaminados por metais pesados é uma alternativa aos métodos convencionais, desde que utilizada corretamente. Em áreas contaminadas, as plantas da família Poaceae assumem um importante papel na recuperação dos solos, visto que apresentam capacidade de formar grandes quantidades de sílico-fitólitos (opala-gênica), os quais sequestram metais pesados. Os fitólitos são partículas de sílica amorfa, com tamanho entre 10 e 200 micra, resultantes da absorção de ácido silícico Si(OH4) do solo pelas plantas; eles se formam por processos de polimerização do ácido silícico, o que faz com que a sílica amorfa se precipite junto com metais nas células de diversas plantas. Os fitólitos formados têm grande estabilidade, podendo demandar milhares de anos para a sua decomposição, o que elimina o risco de contaminação da cadeia trófica. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial fitorremediador de metais em gramínea da espécie Setaria vulpiseta e no solo de áreas de mineração na região de Riacho dos Machados - MG. Foram coletadas 56 amostras de solo, sendo 28 amostras coletadas na profundidade de 0-5 cm e 28 amostras na profundidade de 5-20 cm e 28 amostras vegetais em áreas com altos teores de metais. As análises foram conduzidas no Laboratório de Agroquímica e no Laboratório de Resíduos Sólidos do ICA/UFMG. Nestes laboratórios, foram feitas a extração, identificação e quantificação de fitólitos e metais pesados neles presentes. Ainda, foram quantificados os metais pesados tanto no solo quanto nos tecidos orgânicos das plantas. Para análise das variáveis, foram calculados os intervalos de confiança da média, utilizando-se o teste t a 10% de probabilidade. Dessa forma, concluiu-se que a área apresenta risco de elevação dos metais pesados As, Cu, Zn e Cr, estando o Cr já em nível de intervenção agrícola. Ainda, verifica-se que as plantas absorvem As, Cu e Zn, todavia parte desses metais é sequestrada por sílico-fitólitos. Mesmo que esses metais fiquem retidos nos fitólitos, o Cu encontra-se em nível que pode causar toxidez às plantas. Os solos da área estudada apresentam boa fertilidade e pH adequado ao crescimento e desenvolvimento da Setaria vulpiseta, necessitando apenas de correção dos níveis de fósforo e de irrigação para atingir maior produtividade ao longo do ano. The heavy metal contamination is a major concern nowadays, since it can cause public health problems. Currently, one of the main problems due to mining is changing the geochemical flow and natural flow of heavy metals, thus increasing their release in the biosphere. The use of plants to remediate soils contaminated by heavy metals is an alternative to conventional methods, when used correctly. In contaminated areas, plants of the family Poaceae play an important role in soil remediation, as they can forme large amounts of sand-phytolith (opal-gene), which sequester heavy metals. The phytolith are amorphous silica particles with size between 10 and 200 microns, which result of absorption of silicic acid Si (OH4) from soil by the plants. They are formed by polymerising processes of silicic acid, which causes the amorphous silica to precipitate with metals in the cells of various plants. The formed phytolith have great stability, may require thousands of years for its decomposition, thus eliminating the risk of contamination of the food chain. Thus, this study aimed to evaluate the phytoremediation potential of metals on the grass of Setaria vulpiseta species and in the soil from mining areas in Riacho dos Machados-MG. We collected 56 soil samples, 28 samples collected at depth of 0-5 cm and 28 samples at depth of 5-20 cm, and 28 plant samples in areas with high levels of metals. The analyses were conducted in Agrochemical Laboratory and Laboratory of Solid Residue at the ICA/UFMG. In these laboratories we made the extraction, identification and quantification of phytoliths and heavy metals. The heavy metals also were quantified in the soil and in the organic tissues of the plants. For analysis of the variables, we calculated the average confidence intervals using the t test at 10% probability. Thus, it was concluded that the area presents a risk of increase heavy metals As, Cu, Zn and Cr, being the Cr already at level of agricultural intervention. It was observed that plants absorb As, Cu e Zn; however, part of these metals is sequestrated by sand-phytolith. Though these metals are retained in phytolith, Cu is at a level that may be toxic to plants. The studied soils have good fertility and pH suitable for the growth and development of Setaria vulpiseta, requiring only correction of phosphorus levels and of irrigation to achieve greater productivity throughout the year.

CNPq A poluição ambiental causada pelas indústrias tem elevado a concentração de poluentes no ambiente, principalmente nas águas. Entre os mais diversos contaminantes, temos os metais, podendo ou não ser pesados/tóxicos, gerando efluente de difícil tratamento quando em baixas concentrações. A busca por medidas alternativas de tratamentos de efluentes de águas residuais, tem levado a estudos utilizando de técnica de fitorremediação através das mais diversas matrizes (plantas, fungos, bactérias) como formas de tratamento de polimento para remover contaminantes por meio de biossorção/bioacumulação. No intuito de se utilizar a técnica de fitorremediação para remoção de metais do ambiente, realizou-se o bioensaio com a macrófita Pistia stratiotes. Realizaram-se os bioensaios com indivíduos saudáveis de P. stratiotes aclimatadas em casa de vegetação, em condições de temperatura e luminosidade ambiente, durante 28 dias de cultivo. Os cultivos foram realizados em recipientes de vidro contendo 1 L da solução hidropônica com cromo (VI) na forma de dicromato de potássio, com concentração na faixa de 0,10 a 4,90 mg L-1. Os experimentos foram realizados por Delineamento Central Composto Rotacional (DCCR), onde a cinética da bioacumulação e a fluorescência da clorofila a foram monitoradas em indivíduos de P. stratiotes durante o cultivo. As coletas das amostras e da solução de cultivo foram realizadas conforme o DCCR. Os teores de cromo foram dosados em amostras de P. stratiotes e nas soluções remanescentes pela metodologia de espectrometria de absorção atômica por chama. A tolerância de P. stratiotes em relação à exposição ao cromo (VI) foi analisada por parâmetros da atividade fisiológica, por meio da fluorescência da clorofila a, utilizando-se o fluorômetro portátil PAM (Pulse Amplitude Modulation). O desenvolvimento de P. stratiotes e sua biomassa foram relacionados ao fator tempo, enquanto que as capacidades de bioacumulação foram fortemente influenciadas pelos fatores tempo e concentração de cromo (VI). Os parâmetros da fluorescência da clorofila a foram afetados pelo tempo de exposição nos bioensaios. Obteve-se maior remoção do metal pela raiz em relação a folha, alcançando alta taxa de remoção do metal em solução. Os dados experimentais da cinética de remoção foram representados pelos modelos cinéticos de Langmuir Irreversível, Langmuir Reversível, Pseudo-primeira Ordem e Pseudo-segunda Ordem, sendo que o melhor ajuste para a solução de cultivo foi o modelo de Langmuir Reversível com R² 0,993 e para a planta o melhor modelo sendo o Pseudo-segunda Ordem com R² 0,760. The environmental pollution caused by industries has increased the concentration of pollutants in the environment, especially in water. Among the most diverse contaminants, there is the metals, who may or may not to be heavy/toxic, causing effluent of difficult treatment when in low concentrations. The search for alternative measures of wastewater effluent treatment has led to studies using phytoremediation technique through the various matrices (plant, fungi, bacteria) as means of polishing treatment to remove contaminants by means of biosorption/bioaccumulation. In order to use the phytoremediation technique for removing metals of the environmental, it have been performed bioassay with the macrophyte Pistia stratiotes. The bioassays were realized with healthy plants of P. stratiotes acclimatized in a greenhouse, at room temperature and lighting conditions during 28 days of cultivate. The cultivations were performed in glass vessels containing 1 L of the hydroponic solution with chromium (VI) in the potassium dichromate form with concentration range 0.10 to 4.90 mg L-1. The experiments were performed by Outlining Central Composite Rotational (OCCR), where the kinetics of bioaccumulation and chlorophyll a fluorescence were monitored in plants of P. stratiotes during cultivation. The collections of the samples and cultive solution were performed according to the OCCR. The chromium levels were measured in samples of P. stratiotes and the remaining solutions by the methodology of atomic absorption spectrometry by flame. The tolerance of P. stratiotes in relation to exposure to chromium (VI) was analyzed by parameters of physiological activity by means of chlorophyll a fluorescence, using the portable fluorometer PAM (Pulse Amplitude Modulation). The development of P. stratiots and their biomass were related to the time factor, while bioaccumulation capacities were strongly influenced by factors of time and chromium concentration (VI). The chlorophyll fluorescence parameters were affected by chromium and the exposure time at the bioassays. It was obtained an higher metal removal from the root in relation to the sheet, reaching a high rate of metal removal in solution. The experimental data removal kinetics were represented by kinetic models Irreversibly Langmuir, Reversible Langmuir, Pseudo-first Order and Pseudo-second Order, and the best fit for the culture solution was the Reversible Langmuir model with R² 0.993 and for the plant the best model was Pseudo-second order with R² 0.760.

Mestrado em Engenharia Geológica O solo é um recurso natural essencial que quando poluído pode degradar significativamente os ecossistemas e áreas agrícolas, colocando em risco a vida dos seres vivos, incluindo o ser humano. Com o aumento da exploração industrial (nomeadamente a exploração mineira), a poluição dos solos com metais pesados tornou-se um grave problema a nível mundial, levando à necessidade de encontrar soluções para controlar e remediar os danos causados. Nesse contexto, a fitorremediação constitui uma alternativa viável para a reabilitação de áreas contaminadas e sua reconversão para fins agrícolas, urbanos ou paisagísticos, face a outras técnicas de despoluição tradicionais, pelo seu caráter ecológico, sustentável e económico. Para esta dissertação foram desenvolvidos dois ensaios laboratoriais distintos de modo a estudar o potencial da fitorremediação para recuperar as escombreiras de duas minas. O primeiro ensaio consistiu, numa primeira fase, na recolha de amostras da escombreira da mina de Santo António (Penedono) e respetivas plantas, de modo a estudar o potencial destas como bioindicadores. Posteriormente realizaram-se ensaios ex situ com o objetivo de avaliar a capacidade de duas espécies, Brassica nigra e Medicago sativa, como fitorremediadoras dessa escombreira. Neste estudo foi também comparado o efeito do húmus em 3 concentrações (0%, 15% e 25%), de modo a perceber a sua influência como corretivo da escombreira e potenciador do crescimento vegetal, e a capacidade de dois quelantes altamente degradáveis (ácido cítrico e ácido oxálico) para aumentar a biodisponibilidade dos metais. No segundo ensaio laboratorial, estudou-se o comportamento da Hirschfeldia incana como fitorremediadora num solo colhido na mina de Aljustrel. Neste ensaio comparou-se o efeito do húmus em duas concentrações (0% e 15%), assim como o uso de tiocianato de amónio como quelante e de ácido giberélico como fito-hormona. Os resultados sugerem que na escombreira de Penedono as espécies Cytisus multiflorus, Pteridium aquilinum e Graminaea sp são úteis para a bioindicação de cobre, zinco, manganês e estrôncio, e que a espécie Polytrichum commune pode ser utilizada na bioindicação de zinco e manganês. Por outro lado a planta do género Agrostis sp. apresenta potencial para bioindicação de cobre, prata, estrôncio, e a espécie Leontodon taraxacoides para bioindicação de cobre, estrôncio e cádmio. Os ensaios de fitorremediação revelam que a B. nigra pode ser apta para a fitoestabilização de zinco, cobalto e manganês; M. sativa revelou ser útil na fitoestabilização de cobre, zinco e manganês, e a H. incana tem aptidão para fitoestabilizar prata, ouro, cádmio, e zinco (quando complementada com tratamentos específicos). Em todos os ensaios verificou-se que a presença de húmus incrementou o crescimento das plantas. O ácido cítrico funcionou como quelante de Bi (B. nigra) e Ag (M. sativa); o ácido oxálico operou como quelante de Ag e Au nos testes com B. nigra. O tiocianato de amónio mostrou ser eficiente como quelante de Ag nos ensaios com H. incana. Por último, os resultados demonstram que o ácido giberélico não teve exerceu influência no desenvolvimento da H. incana. Soil is an essential natural resource that when polluted, can significantly degrade ecosystems and agricultural areas, putting at risk all living beings, including humans. As industrial exploitation increased (particularly, the mining sector), metal soil pollution grew into a serious global problem. Thus, the need to find solutions to control and mitigate the damage caused by metal contamination became urgent. In this context, phytoremediation is a viable alternative for the rehabilitation of contaminated areas and their reconversion for agricultural, urban or landscape purposes, in comparison to other traditional decontamination techniques, due to its ecological, sustainable and economic character. For this dissertation two different experiments were developed in order to study the potential of phytoremediation to recover the tailings of two mines. The first test consisted, during an initial phase, in gathering samples of the heap from the Santo António mine (Penedono) and its plants, to study their potential as bioindicators. Subsequently, ex situ trials were carried out to evaluate the capacity of two species, Brassica nigra and Medicago sativa, as phytoremediators of this heap. In this study, the humus effect in 3 concentrations (0%, 15% and 25%) was also compared in order to perceive its influence as amendment and plant growth enhancer, and the ability of two highly degradable chelants (citric acid and oxalic acid) to increase the metals bioavailability. In the second laboratory test, the behavior of Hirschfeldia incana as a phytoremediator in tailings from the Aljustrel mine was studied. In this assay, two humus concentrations (0% and 15%) were compared, as was the use of ammonium thiocyanate as chelant, and gibberellic acid as phytohormone. The results suggest that in the Penedono heap the species Cytisus multiflorus, Pteridium aquilinum and Graminaea sp are useful for the bioindication of copper, zinc, manganese and strontium, and the species Polytrichum commune can be used for zinc and manganese bioindication. On the other hand, plants from the Agrostis sp. genus can be used for bioindication of copper, silver, strontium, while the species Leontodon taraxacoides is apt for bioindication of copper, strontium and cadmium. The phytoremediation assays indicate that B. nigra has potential for zinc, cobalt and manganese phytostabilization; M. sativa has been found to be useful in copper, zinc and manganese phytostabilization, and H. incana has the ability to phytostabilize silver, cadmium, and zinc. In all the tests, the humus presence increased the plants growth. Contrarily, gibberellic acid revealed no effect on the plants development. Finally, citric acid worked as a chelator of Bi (B. nigra) and Ag (M. sativa); Oxalic acid managed to chelate Ag and Au in B. nigra tests; while ammonium thiocyanate showed to be efficient as a chelating agent of Ag in the H. incana assays.

Orientadora: Prof.ª Dra Luisa Helena dos Santos Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2016. Cada vez mais terrenos são contaminados por metais com potenciais altamente tóxicos, tendo origem de: indústrias, fábricas, postos de combustíveis, entre outros. Quando em concentrações elevadas, os metais pesados (MP) podem prejudicar a saúde humana, podendo levar a óbito. Desse modo, a recuperação desses solos é de extrema importância. Uma das dificuldades encontra-se no elevado custo das técnicas para sua remediação, que nem sempre levam a um resultado esperado. A fitorremediação é uma técnica que utiliza plantas para extrair, estabilizar, metabolizar e degradar os contaminantes, sendo de baixo custo, esteticamente viável, e bastante utilizada em rotações de cultura na agricultura para otimização do solo. Nesse sentido, foi realizada a revisão de literatura sobre a fitorremediação de solos contaminados com MP; sendo o objetivo: 1) A avaliação de feijão de porco (Canavalia ensiformis) como fitorremediador de Pb, Cu e Zn em solos; e os objetivos específicos: 1)Determinar a concentração dos metais em estudo nas diferentes partes da planta (raiz, caule e parte aérea); 2)Analisar o potencial fitorremediador dessa espécie e 3)Relacionar os resultados com outros presentes na literatura. O experimento foi realizado em casa de vegetação no laboratório de Processos Biológicos na Universidade Federal do ABC e utilizados os métodos de espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP- MS) e espectrômetro de absorção atômica com chama (F AAS) para análise dos teores de MP extraídos pela planta. Conclui-se de forma geral, que o feijão de porco possui baixo potencial fitorremediador, no seu estágio inicial de crescimento e/ou desenvolvimento, nos solos contaminados por diferentes concentrações dos metais Pb, Cu e Zn. Apresentando maior fitoextração nas raízes e baixa translocação para a parte aérea das plântulas avaliadas durante o trabalho. More and more lands are contaminated by metals with highly toxic potential, originating from: industries, factories, gas stations, among others. When in high concentrations, heavy metals (HM) can harm human health, leading to death. In this way, the recovery of these soils is of extreme importance. One of the difficulties lies in the high cost of remediation techniques, which do not always lead to an expected result. Phytoremediation is a technique that uses plants to extract, stabilize, metabolize and degrade contaminants, being a low cost, aesthetically viable, and widely used in crop rotation in agriculture for soil optimization. In this sense, the literature review on the phytoremediation of soils contaminated with HMs was made, being the objective: 1) The evaluation of jack bean (Canavalia ensiformis) as a phytoremixer of Pb, Cu and Zn in soils; and the specific objectives: 1) To determine the concentration of the studied metals in different parts of the plant (root, stem and the aerial part); 2) Analyze the phytoremediation potential of this species and 3) Relate the results to others present in the literature. The experiment was carried out in a greenhouse at the Laboratory of Biological Processes at the Federal University of ABC and the methods of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and flame atomic absorption spectrometer (F AAS) were used to analyze the amounts of HMs extracted by the plant. It is generally concluded that jack beans have low phytoremediation potential, in their initial stage of growth and / or development, in soils contaminated by different concentrations of Pb, Cu and Zn metals, with higher phytoextraction in the roots and low translocation to the aerial part of the seedlings evaluated during the work.

Atualmente, é considerável o interesse no desenvolvimento de estratégias que sejam eficientes e duráveis na remediação de solos contaminados com metais pesados. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o desenvolvimento de duas espécies Eucalyptus urophylla e Eucalyptus saligna, cultivadas em substrato contaminado com Mn coletado em área próxima ao Porto de Itaguaí e ao local de disposição de resíduo perigoso da Cia Mercantil e Industrial Ingá em Itaguaí, RJ. O substrato foi tratado com dois resíduos industriais, um com característica alcalina (escória de aciaria) e outro com alto teor de óxido de ferro (carepa de laminação). Verificou se que o substrato não tratado apresentava alto teor de Mn nas frações fitodisponíveis, valores esses tóxicos para as espécies estudadas. Os tratamentos causaram redução nas concentrações de Mn em solução e trocável (frações fitodisponiveis) e aumento nas fases mais estáveis. A menor dose de Escória de Aciaria foi suficiente para que ocorresse diminuição nas concentrações de Mn em solução, sendo este efeito evidenciado pelo desenvolvimento das plantas e na maior dose de Escória de Aciaria o crescimento das espécies estudadas foi maior. O Eucalyptus urophylla apresentou maior desenvolvimento e maior extração deste elemento.Currently, there is considerable interest in developing strategies that are efficient and durable in the remediation of soils contaminated with heavy metals. This study aimed to evaluate the development of Eucalyptus urophylla and Eucalyptus saligna grown in contaminated substrate with Mn collected in the area near the Port of Itaguaí and location of disposal of hazardous waste of Cia Mercantil and Industrial Inga in Itaguaí. The substrate was treated with two industrial waste, with a characteristic alkaline (slag of melt shop) and another with high content of iron oxide (lamination of scale). It was found that the untreated substrate, had a high content of Mn in fractions phytoavailable, being these values toxic to the species. The treatments caused a reduction in the concentrations of Mn in solution and exchangeable (fractions phytoavailable) and increase in more stable phases. The lowest dose of slay of melt shop was enough to decrease the concentrations of Mn in solution, and this effect is evidenced by the development of plants and in the higher dose of slay of melt shop the growth of studied species was more. Eucalyptus urophylla showed greater development and greater extraction of this element.

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a torta de filtro e a turfa como fontes de matéria orgânica (MO) para mitigar solo contaminado com boro, sob o cultivo do girassol. O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado e os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial 2 (materiais orgânicos) x 4 (doses de cada fonte de matéria orgânica), com três repetições. As doses de cada material orgânico adicionado se fundamentaram nos teores de C, sendo equivalentes a 0, 20, 40 e 80 t ha-1. Em cada parcela experimental foram utilizados vasos contendo 5,0 kg de solo contaminado cultivados com três plantas de girassol, durante 65 dias. As plantas não apresentaram sintomas de toxicidade por B, Cu e Zn, embora seus teores na parte aérea tenham sido elevados. O tipo de matéria orgânica influenciou significativamente a produção de massa seca do caule, flor e raiz, sendo que a adição de torta de filtro promoveu maior produção. O tempo de remoção necessário para retirar 50% do teor total de B do solo seria de 11,1 anos sem uso de MO, 15 anos com uso da torta de filtro e 25 anos com uso da turfa. O girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada com resíduo metálico e a aplicação de torta de filtro ou de turfa não foi eficiente como mitigadora de metais pesados e de B.The objective of this study was to evaluate the filter cake and peat as sources of organic matter (OM) in order to mitigate contaminated soil with boron, under the sunflower cultivation. The experimental design adopted was completely randomized in a factorial scheme distributed in 2 (organic matter types) x 4 (organic matter dose of each type), with three replications. The doses of each organic material added were based on the content of C, being equivalent to 0, 20, 40 and 80 t ha-1. In each experimental plot, pots containing 5.0 kg of contaminated soil was cultivated with three plants of sunflower during 65 days. The plants showed no symptoms of toxicity of B, Cu and Zn, although high levels were observed in the aerial part. The type of organic matter significantly influenced the dry mass of stem, flower and root, though the addition of filter cake promoted higher production. The time required to remove 50% of the total content of B in soil was 11.1 years without the use of OM, 15 years with the use of filter cake and 25 years with the use of peat. The sunflower has the potential to be grown in the contaminated area and the application of filter cake or peat was not as efficient in mitigation of heavy metals and B.

A contaminação do solo é frequentemente associada às atividades agrícolas, industriais e de mineração, bem como à reutilização de resíduos urbanos e, ou, de origem animal. Tais atividades podem promover o acúmulo de metais pesados no solo, elementos potencialmente nocivos à qualidade ambiental e ao bem-estar dos seres vivos. A fitorremediação é uma tecnologia de recuperação de áreas degradadas que visa à descontaminação do solo. Pela sua maior produção de biomassa, as espécies florestais são capazes de imobilizar e exportar para fora de qualquer sistema, através de sua biomassa, maiores quantidades de elementos químicos presentes no solo. Nesse contexto, este trabalho objetivou avaliar o desenvolvimento do cedro-rosa em solo contaminado com metais pesados. Mudas dessa árvore foram cultivadas em casa de vegetação, em solo contaminado com Cu (0, 60, 80, 100, 500 mg kg^-1), e, ao final de 105 dias, características das plantas e do solo foram analisadas. O cedro-rosa apresentou ganho de matéria seca até a dose de 100 mg kg^-1 de Cu, seguido de decréscimo no desenvolvimento vegetal nas doses maiores. Foi verificada maior partição de matéria seca para a raiz em detrimento da parte aérea. Os teores de Cu na planta responderam positivamente às doses aplicadas no solo. O fator de bioconcentração da raiz obtido sugere que o cedro-rosa possui acúmulo de Cu na raiz, o que permite indicar tal espécie como promissora para fins de fitoestabilização de solos contaminados. Agricultural, industrial and mining activities are the mainly factors related to soil contamination, as well the reuse of urban and/or animal residues. These activities can produce heavy metals accumulation in soils, which are potentially dangerous chemical elements to environmental quality and to well-being of living beings. Phytoremediation is a technology for rehabilitation of degraded areas which aims the soil decontamination. Forest species can immobilize and export to outside of the system larger amounts of chemical elements from contaminated soil, because they have high biomass production. The objective of this study was to evaluate the Cedrela fissilis development in contaminated soil by heavy metals. With this propose, seedlings were cultivated in greenhouse and in a contaminated soil by Cu (0, 60, 80, 100, 500 mg kg^-1) for 105 days. After this period some soil and plant parameters were evaluated. Seedlings of C. fissilis presented crescent increments of dry matter until 100 mg kg^-1 of Cu, with reduction of vegetal development in the high doses. In general, it was verified high partition of dry matter to root system than aerial part. Plant Cu contents were correlated with applied doses in the soil. The root bioconcentraction factor of C. fissilis indicates potential capacity of this tree specie to phytostabilization works in contaminated soils.

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar a torta de filtro e a turfa como fontes de matéria orgânica (MO) para mitigar solo contaminado com boro, sob o cultivo do girassol. O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado e os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial 2 (materiais orgânicos) x 4 (doses de cada fonte de matéria orgânica), com três repetições. As doses de cada material orgânico adicionado se fundamentaram nos teores de C, sendo equivalentes a 0, 20, 40 e 80 t ha-1. Em cada parcela experimental foram utilizados vasos contendo 5,0 kg de solo contaminado cultivados com três plantas de girassol, durante 65 dias. As plantas não apresentaram sintomas de toxicidade por B, Cu e Zn, embora seus teores na parte aérea tenham sido elevados. O tipo de matéria orgânica influenciou significativamente a produção de massa seca do caule, flor e raiz, sendo que a adição de torta de filtro promoveu maior produção. O tempo de remoção necessário para retirar 50% do teor total de B do solo seria de 11,1 anos sem uso de MO, 15 anos com uso da torta de filtro e 25 anos com uso da turfa. O girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada com resíduo metálico e a aplicação de torta de filtro ou de turfa não foi eficiente como mitigadora de metais pesados e de B. The objective of this study was to evaluate the filter cake and peat as sources of organic matter (OM) in order to mitigate contaminated soil with boron, under the sunflower cultivation. The experimental design adopted was completely randomized in a factorial scheme distributed in 2 (organic matter types) x 4 (organic matter dose of each type), with three replications. The doses of each organic material added were based on the content of C, being equivalent to 0, 20, 40 and 80 t ha-1. In each experimental plot, pots containing 5.0 kg of contaminated soil was cultivated with three plants of sunflower during 65 days. The plants showed no symptoms of toxicity of B, Cu and Zn, although high levels were observed in the aerial part. The type of organic matter significantly influenced the dry mass of stem, flower and root, though the addition of filter cake promoted higher production. The time required to remove 50% of the total content of B in soil was 11.1 years without the use of OM, 15 years with the use of filter cake and 25 years with the use of peat. The sunflower has the potential to be grown in the contaminated area and the application of filter cake or peat was not as efficient in mitigation of heavy metals and B.

O estudo objetivou investigar a concentração de zinco e manganês nos efluentes do beneficiamento de carvão e em Typha domingensis Pers. Amostras de sedimento, água, raízes, caules e folhas (n = 8 cada) foram coletadas no Lavador da Mina do Trevo, Siderópolis, SC, e em um banhado sem influência da mineração (área-controle). O conteúdo disponível dos metais no sedimento, dissolvido na água e total em T. domingensis, foi determinado por espectrofotometria de absorção atômica. Os dados de concentração de metais nos diferentes compartimentos e áreas foram submetidos ao teste "t", à análise de variância (ANOVA I) e à análise de correlação de Pearson (r). A significância estatística entre as diferenças verificadas na ANOVA foi avaliada por meio do teste SNK (Student-Newman-Keuls-Test), p < 0,05 e > 0,01. Zn e Mn apresentaram-se em concentrações mais elevadas no sedimento do que na água, nas duas áreas. Ambos os metais foram detectados na água em concentrações mais elevadas na área minerada do que na área-controle, enquanto no sedimento apenas o Zn seguiu essa tendência. T. domingensis concentrou Zn em valores mais elevados na raiz, enquanto o Mn, nas folhas, evidenciando, ainda, concentrações mais elevadas de Zn na área minerada do que na área-controle. A explotação do carvão, portanto, disponibilizou Zn e Mn em concentrações mais elevadas na área minerada do que aquelas verificadas na área não minerada, comprometendo, assim, a biota. T. domingensis comportouse como espécie concentradora de metais, o que comprova sua potencialidade para utilização na fitorremediação de áreas degradadas. The objective of this study was to investigate the concentration of manganese and zinc in effluents from coal treatment and in Typha domingensis Pers. Samples of sediment, water, roots, stems and leaves (n = 8 each one) were collected in the Mina do Trevo Coal Washer, Siderópolis, SC, and in a swamp free of mining influence (control area). The contents of Mn and Zn in the sediment dissolved in the water and total in Typha domingensis Pers were determined by Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS). Data on concentration of metals in the different compartments were submitted to t-test, one-way analysis of variance (ANOVA I) and Pearson correlation analysis (r). The statistical significance between the differences found in the analysis of variance was evaluated by the Student-Newman-Keuls-Test, P < 0,05 and < 0.01. Zn and Mn presented higher concentrations in the sediment than in the water in both areas. Levels of Mn and Zn in water showed to be higher in the mining area than in the control area, while in the sediment only Zn followed this tendency. T. domingensis concentrated higher levels of Zn in the root and of Mn in the leaves, indicating higher Zn concentration in the mining area than in the control area. The coal exploitation has increased the available content of Zn and Mn in the mining area to concentrations higher than those recorded in the control area, causing thus damage to the biota. T. domingensis acted as an accumulator species of heavy metals, showing potential for use in phytoremediation of degraded areas.

Dissertação de mestrado, Ecohidrologia, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015 Coastal lagoons are considered to be some of the most productive ecosystems on Earth, providing a wide range of ecosystem services and resources. Jacunem lagoon, ES, Brazil, was studied to evaluate the impact of anthropogenic activities on heavy metal concentrations in sediments, water and macrophytes (Eichhornia crassipes and Typha domingensis). In order to verify the presence of heavy metals in lagoon and define an ecohydrological strategy for improvement of ecological status, eight sampling points were defined among the ecosystem. Concentrations of Al, V, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn in water, sediments, and Eichhornia crassipes and Typha domingensis were quantified and results were compared with Brazilian legal references and Enrichment Factors and Translocation Factors were calculated. High concentrations of Zn and V were found in sediments. The spatial distribution of the highest concentrations of heavy metals in sediments, in general, was according the proximity to anthropogenic sources of pollution. Concentrations of all studied heavy metals in dissolved fraction of water, were below reference values, however, in suspended matter were found high concentrations of metals, mainly of Ni and Pb. Both E. crassipes and T. domingensis showed capacity to absorb and accumulate heavy metals from human activities around the Jacunem Lagoon. The distribution of metals among the organs of these macrophytes presented some distinct patterns, according species and depending of metals. Metals were mainly accumulated in roots of both species, however, higher concentrations of Cd, Zn were quantified in leaves and stems. To develop an ecohydrological approach to the sustainable management of this lagoon this study showed that is possible to use the abilities of E. crassipes and T. domingensis to remove the studied heavy metals from ecosystem. Both species showed high ability to remove V from aquatic environment and accumulate this metal in the roots. In the case of Zn (which can cause environmental damages), both macrophytes phytoremediated this metals and distributed it among roots, stems and leaves. EF of T. domingensis were promising for Cu, Zn and Cd revealing ability of this plant to phytoremediate these metals. However, this study should be continued in order to obtain more information about hydrodynamics of the lagoon, the biogeochemistry of the sediments and more water quality parameters Os sistema lagunares costeiros são considerados como dos mais produtivos do planeta, assegurando um grande número de ecosserviços às populaçãos locais. Neste trabalho estudou-se o impacto que as actividades humanas têm no sistema da Lagoa de Jacunem, Espírito Santo, Brasil, em termos de metais peasados, tendo em conta sedimentos, água e macrófitas (Eichhornia crassipes and Typha domingensis). O objectivo geral deste estudo foi quantificar os metais pesados nos diversos componentes deste ecossistema aquático e definiri uma estratégia ecohidrológica que permita melhorar o seu estado ecológico. Determinaram-se as concentrações de Al, V, As, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn em oito pontos de amostragem, incluindo a água (fracção dissolvida e matéria em suspensão), sedimentos e plantas, e nestas foram separadas raízes, caules e folhas. Os resultados foram comparados com os valores de referência da legislação Brasileira. Calcularam-se os Fatores de Enriquecimento (FE), e os Fatores de Translocação (FT) para as duas macrófitas. Constataram-se elevadas concentrações de Zn e de V nos sedimentos. As concentrações mais elevadas de metais pesados foram encontradas nos locais mais próximos das fontes poluidoras. Embora as concentrações dos metais dissolvidos na água tenham sido inferiores aos máximos referidos na legislação Brasileira, a matéria particulada apresentou elevadas concentrações, nomeadamente de Ni e de Pb. Ambas as espécies de macrófitas revelaram capacidade para absorver e acumular metais pesados oriundos das atividades humanas na envolvente da lagoa. A distribuição de metais pelos diversos órgãos das plantas dependeu da espécie e do metal. Embora de um modo geral, os metais se tenham acumulado mais nas raízes, foram quantificadas elevadas concentrações de Cd and Zn nas folhas e nos caules. Assim é possível definir umja estratégia ecohidrológica para fitorremediação de metais nesta lagoa utilizando-se a Eichhornia crassipes e a Typha domingensis. Ambas revelaram grande capacidade de remoção de V do meio e da sua acumulação nas raízes. No caso do Zn, presente na lagoa em concentrações susceptíveis de causarem danos ambientais, ambas as macrófitas o removem, acumulam nas raízes mas também translocam para os órgão aéreos. O FE da T. domingensis revela que esta espécie tem habilidade para fitoremediar Cu, Zn e Cd dos sedimentos. Futuramente para se avançar com uma intervenção ecohidrológica para melhoria do estado ecológico deste ecossistema, será necessária a recolha de mais informação, nomeadamente sobre: a hidrodinâmica dentro da lagoa, a biogeoquímica dos sedimentos para se perceber a biodisponibilidade dos metais que lá se encontram e a monitorização de mais parâmetros da qualidade da água.

The phytoextraction of heavy metals using chelating agents has been widely studied for the remediation of contaminated soils. To evaluate the efficiency of EDTA-induced phytoextraction of Ba and Pb using Brachiaria decumbens for the remediation of soil contaminated by oil well drilling and exploration waste, an experiment was conducted by applying a single dose (6 mmol EDTA kg-1 soil) and split doses of EDTA (three applications of 2 mmol EDTA kg-1 soil). The samples were subjected to sequential extractions using the method proposed by Ure et al. (1993) as modified by Rauret et al. (1999).The application of EDTA did not influence the distribution of Ba in various chemical fractions of the soil. The dry matter production did not differ significantly between the treatments and the control, thereby demonstrating the tolerance of plants to the experimental conditions. The absorption of Pb by plants was influenced by the application of EDTA. The application of a single dose of EDTA influenced the absorption of Pb and its translocation to the aerial plant parts. The application of split doses favoured higher accumulation of Pb in roots. Because of its tolerance to heavy metals and EDTA, B. decumbens has the potential to be used in phytostabilisation. A fitoextração de metais pesados usando agentes quelantes tem sido amplamente estudado para a remediação de solos contaminados. Para avaliar a eficiência do EDTA na fitoextração induzida de Ba e Pb, usando Brachiaria decumbens para a remediação de solos contaminados por perfuração poço de petróleo e resíduos de exploração, foi conduzido um experimento, aplicando uma dose única (6 mmol EDTA kg-1 solo) e divisão de doses de EDTA (três aplicações de 2 mmol EDTA kg-1 solo). As amostras foram submetidas a extrações sequenciais com o método proposto por Ure et al. (1993), conforme modificado por Rauret et al. (1999). A aplicação de EDTA não influenciou a distribuição do Ba nas diferentes frações geoquímicas. A produção de matéria seca não diferiu significativamente entre os tratamentos e o controle, demonstrando assim a tolerância das plantas com as condições experimentais. Houve maior absorção de Pb pelas plantas com a aplicação de EDTA. A aplicação de uma dose única de EDTA influenciou a absorção de Pb e sua translocação para a parte aérea das plantas. A aplicação dividida das doses favoreceu maior acúmulo de Pb nas raízes. Devido à sua tolerância para os metais pesados EDTA, B. decumbens tem o potencial para ser utilizado em fitoestabilização.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-28Bitstream added on 2015-03-03T12:06:30Z : No. of bitstreams: 1 000811902_20160728.pdf: 74715 bytes, checksum: a1fa4a275a986f8bf288e4176157a44e (MD5) Bitstreams deleted on 2016-07-29T12:53:54Z: 000811902_20160728.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-07-29T12:54:48Z : No. of bitstreams: 1 000811902.pdf: 722546 bytes, checksum: 2603b26f15dcefd225c79356a7b74bcc (MD5) O cádmio (Cd) é um metal pesado que mesmo sob baixas concentrações, é tóxico. Alguns micro-organismos possuem a habilidade de responder positivamente às quantidades nocivas desse metal. Nesse trabalho, bactérias foram isoladas da torta de filtro, um subproduto da indústria agroenergética e testadas quanto à resistência ao Cd, solubilização de fosfato (SF) e produção de fitormônio de crescimento (AIA). A bactéria que mais se destacou nos testes anteriormente citados foi inoculada em sementes de feijão guandu (Cajanus cajan L. Millsp) e o benefício promovido pela interação na germinação e desenvolvimento das plântulas estressadas pelo Cd foi avaliado. A partir do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, foi possível comprovar com 91% de similaridade que o isolado selecionado pertence ao gênero Pseudomonas. Os resultados inferidos pelo espectrofotômetro de absorção atômica mostraram que a capacidade de retenção de Cd, foi maior nos materiais provenientes das sementes inoculadas e que a capacidade de absorção da raiz em relação à parte aérea foi 80% maior. Assim, a partir desse estudo foi possível observar que as plântulas inoculadas com Pseudomonas absorveram mais metal do meio. O estudo de plântulas hiperacumuladoras de Cd pode fornecer informações importantes para a melhor compreensão desta tolerância Cadmium (Cd) is a heavy metal that even at low concentrations is toxic. Some microorganisms have the ability to respond positively to harmful amounts of this metal. In this study, bacteria were isolated from the filter cake, a bioproduct of the bioenergy industry and tested for resistance to Cd, phosphate solubilization (PS) and growth phytohormone production (IAA). The bacterium that stood out in the tests mentioned above was inoculated on pigeon pea (Cajanus cajan L. Millsp) seeds and the beneficial interaction for germination and seedling development stressed by Cd was evaluated. From the partial 16S rRNA gene, it was possible to observe that with 91% similarity the bacterial isolate selected belongs to the genus Pseudomonas. The results inferred by atomic absorption spectrophotometer showed that the retention capacity of Cd was higher in materials from inoculated seeds and that the root to shoot ratio absorption capacity was 80% higher. Thus, from this study it was observed that the seedlings inoculated with Pseudomonas retained a higher amount of metal. The study of Cd hyperaccumulators seedlings can provide important information for better understanding of this tolerance

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2014. A Drenagem Ácida de Mina de Carvão (DAM) é o impacto mais significativo na região carbonífera do Estado de Santa Catarina, tendo a oxidação da pirita (FeS2) como o principal responsável por desencadear tal impacto. A água derivada da mineração, do processamento e dos rejeitos apresentam pH baixo ( Abstract : Acid Mine Drainage (AMD) is the most significant impact on the carboniferous region of Santa Catarina State, with the pyrite oxidation (FeS2) as the main responsible for the impact. Mining water, coal processing and tailings have low pH (

Indústrias metalúrgicas de produção de ligas metálicas podem por em risco toda a área envolvente, nomeadamente a qualidade das águas (superficiais e subterrâneas), dos solos e do ar, sempre que não existam infraestruturas e planos adequados de gestão destes resíduos. No caso em estudo, a unidade industrial situa-se na bacia do rio São Francisco, no estado brasileiro de Minas Gerais, e nos mais de quarenta anos de funcionamento tem produzido inúmeros problemas ambientais. Este estudo baseia-se nos primeiros resultados referentes aos solos da envolvente, tendo como objetivos a identificação dos principais contaminantes e a definição da área contaminada, de forma a avaliar a eficácia de projetos futuros de recuperação.

Acacia mangium and Mimosa caesalpiniaefolia are fast-growing woody fabaceous species that might be suitable for phytoremediation of arsenic (As)-contaminated sites. To date, few studies on their tolerance to As toxicity have been published. Therefore, this study assessed As toxicity symptoms in A. mangium and M. caesalpiniaefolia seedlings under As stress in a greenhouse. Seedlings of Acacia mangium and M. caesalpiniaefolia were grown for 120 d in an Oxisol-sand mixture with 0, 50, 100, 200, and 400 mg kg-1 As, in four replications in four randomized blocks. The plants were assessed for visible toxicity symptoms, dry matter production, shoot/root ratio, root anatomy and As uptake. Analyses of variance and regression showed that the growth of A. mangium and M. caesalpiniaefolia was severely hindered by As, with a reduction in dry matter production of more than 80 % at the highest As rate. The root/shoot ratio increased with increasing As rates. At a rate of 400 mg kg-1 As, whitish chlorosis appeared on Mimosa caesalpiniaefolia seedlings. The root anatomy of both species was altered, resulting in cell collapse, death of root buds and accumulation of phenolic compounds. Arsenic concentration was several times greater in roots than in shoots, with more than 150 and 350 mg kg-1 in M. caesalpiniaefolia and A. mangium roots, respectively. These species could be suitable for phytostabilization of As-contaminated sites, but growth-stimulating measures should be used. Acacia mangium e Mimosa caesalpiniaefolia são fabáceas lenhosas de rápido crescimento cuja tolerância à toxidez por arsênio (As) deve ser estudada para avaliação do potencial de fitorremediação. Assim, este experimento, conduzido em casa de vegetação, objetivou avaliar sintomas de toxidez por As em A. mangium e M. caesalpiniaefolia. Plantas seminais de A. mangium e M. caesalpiniaefolia foram cultivadas por 120 d em uma mistura de Latossolo Vermelho e areia, contaminadas com 0, 50, 100, 200 e 400 mg kg-1 de As. Utilizaram-se quatro repetições distribuídas em quatro blocos casualizados. Foram avaliados os sintomas visíveis de toxidez, a produção de matéria seca, a relação raiz/parte aérea, a anatomia radicular e o acúmulo de As. As análises de variância e de regressão evidenciaram que o crescimento das plantas foi prejudicado pelo As, excedendo 80 % de redução da produção de matéria seca na maior dose. A relação raiz/parte aérea aumentou com a adição de As. Plantas de M. caesalpiniaefolia manifestaram clorose esbranquiçada sob 400 mg kg-1 de As. A anatomia radicular das espécies foi alterada, observando-se células colapsadas, morte de primórdios radiculares e acúmulo de compostos fenólicos. A concentração de As nas raízes foi dezenas de vezes superior à concentração na parte área, excedendo 150 e 350 mg kg-1 na M. caesalpiniaefolia e na A. mangium, respectivamente. Essas espécies apresentaram potencial para fitoestabilização de áreas contaminadas com As, porém devem ser adotadas medidas para promover seu crescimento nesses locais.

A utilização de técnicas para amenizar o potencial contaminante de metais no solo, dentre elas, a fitorremediação justifica a então realização de estudos que relacionam espécies vegetais que possuam capacidade de se adaptar aos ambientes contaminados. O presente trabalho teve como objetivo avaliar as características de crescimento e o índice de tolerância de plantas de girassol cultivadas em ambiente contaminado com chumbo. O experimento foi conduzido em casa de vegetação na Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, utilizando solução nutritiva. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, testando cinco doses de chumbo: 0; 51,8; 103,6; 207,2 e 414,4 mg L-1 de Pb, com quatro repetições. As plantas foram submetidas à aplicação dos tratamentos durante um período de 30 dias. Foram realizadas coletas das seguintes variáveis de crescimento: altura, diâmetro, número de folhas, número de folhas inviáveis, área foliar e clorofila total. Foram coletadas particionadas em folhas, haste (pecíolo+caule) e raiz e posteriormente quantificados os respectivos valores de massa desses componentes. A presença do chumbo promoveu efeito significativo nos valores de todas as variáveis de crescimento. O chumbo reduziu significativamente a massa seca das plantas de girassol quando estavam altas concentrações. As mudas de girassol apresentam um índice de tolerância próximo a 85%, quando cultivado em baixas concentrações.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Plants of Landoltia punctata (G.Mey.) Les & DJ (Lemnaceae) were exposed to increasing concentrations of arsenic (As) for 24 hours to evaluate the occurrence of biochemical, physiological and ultrastructural changes. The plants showed As concentrations greater than 1.0 mg g-1 DM and, therefore, can be considered hyperaccumulators of this element. The highest concentration of MDA occurred in the treatment with 3.0 mg L-1 of As. There was reduction in the anion concentration at the highest concentration of As, which may be caused by the increased activity of superoxide dismutase (SOD). The highest activity of SOD may have increased the levels of hydrogen peroxide (H2O2) in plants exposed to the highest As concentration. There was reduction in the activity of catalase, peroxidase, ascorbate peroxidase and glutathione in plants exposed to the highest As concentrations. The activity of glutathione reductase increased with the increase in As concentration. Concentration of anthocyanin was higher in plants exposed to As. Exposure of plants to As resulted in increased levels of total soluble thiols and protein thiols, which was not observed for non-protein thiols. Analysis by scanning electron microscopy showed structural root damage, especially in the root cap region. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray Spectrometry (EDS) of outer layers of the root apex exposed to As showed increase in the relative content of As, decrease in sulfur and maintenance of phosphorus content. The results showed that exposure of L. punctata to As led to rapid absorption and accumulation of this metalloid by plants, with several direct or indirect damages caused by the increased concentration of reactive oxygen intermediates, which could not be reversed by the action of antioxidant enzymes. Plantas de Landoltia punctata (G.Mey.) Les & D.J. (Lemnaceae) foram expostas por 24 horas às concentrações crescentes de arsênio (As), com o objetivo de avaliar as alterações bioquímicas, fisiológicas e ultraestruturais. As plantas apresentaram concentrações de As maiores do que 1,0 mg g-1 MS, podendo ser consideradas hiperacumuladoras. O maior aumento na concentração de MDA ocorreu no tratamento com 3,0 mg L-1 de As. Houve redução na concentração de ânion na maior concentração de As, podendo ser o resultado da maior atividade da dismutase do superóxido (SOD). A maior atividade da SOD pode ter contribuído para o aumento nos teores de peróxido de hidrogênio (H2O2) nas plantas expostas à maior concentração de As. Houve redução na atividade das enzimas catalase, peroxidase e peroxidase do ascorbato e da glutationa nas plantas expostas às concentrações mais altas de As. Observou-se aumento na atividade da glutationa redutase com o aumento na concentração de As. A concentração de antocianina foi maior em plantas expostas ao As. A exposição das plantas ao As resultou em aumento nos teores de tiois solúveis totais e proteicos, o que não foi observado em relação aos teores de tiois não-proteicos. A análise por microscopia eletrônica de varredura evidenciou danos estruturais radiculares, principalmente na região da coifa. Na análise das camadas mais externas do ápice radicular exposto ao As por microscopia eletrônica de varredura com energia dispersiva de raio-X (EDS) foi observado aumento no teor relativo de As, diminuição no de enxofre e manutenção no teor de fósforo. Conclui-se que a exposição de L. punctata ao As resultou em rápida absorção e acúmulo desse metaloide pelas plantas, com diversos danos diretos ou indiretos, ocasionados pelo aumento da concentração de intermediários reativos de oxigênio, os quais não puderam ser revertidos pela ação das enzimas antioxidantes.

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia Partes do presente trabalho foram publicadas: Bandarra V, Fernando AL, Boléo S, Barbosa B, Costa J, Sidella S, Duarte MP, Mendes B (2013) Growth, Productivity and Biomass Quality of Three Miscanthus Genotypes Irrigated with Zn and Cu Contaminated Wastewaters. In: Eldrup A, Baxter D, Grassi A, Helm P (Eds.), Proceedings of the 21th European Biomass Conference and Exhibition, Setting the course for a Biobased Economy, 3-7 June 2013, Copenhagen, Denmark, ETA-Renewable Energies and WIP-Renewable Energies, pp 147 - 150. (ISSN 2282-5819; DOI: 10.5071/21stEUBCE2013-1CO.6.5; ISBN: 978-88-89407-53-0)

Acacia mangium and Mimosa caesalpiniaefolia are fast-growing woody fabaceous species that might be suitable for phytoremediation of arsenic (As)- contaminated sites. To date, few studies on their tolerance to As toxicity have been published. Therefore, this study assessed As toxicity symptoms in A. mangium and M. caesalpiniaefolia seedlings under As stress in a greenhouse. Seedlings of Acacia mangium and M. caesalpiniaefolia were grown for 120 d in an Oxisol-sand mixture with 0, 50, 100, 200, and 400 mg kg-1 As, in four replications in four randomized blocks. The plants were assessed for visible toxicity symptoms, dry matter production, shoot/root ratio, root anatomy and As uptake. Analyses of variance and regression showed that the growth of A. mangium and M. caesalpiniaefolia was severely hindered by As, with a reduction in dry matter production of more than 80 % at the highest As rate. The root/shoot ratio increased with increasing As rates. At a rate of 400 mg kg-1 As, whitish chlorosis appeared on Mimosa caesalpiniaefolia seedlings. The root anatomy of both species was altered, resulting in cell collapse, death of root buds and accumulation of phenolic compounds. Arsenic concentration was several times greater in roots than in shoots, with more than 150 and 350 mg kg-1 in M. caesalpiniaefolia and A. mangium roots, respectively. These species could be suitable for phytostabilization of As-contaminated sites, but growth-stimulating measures should be used. Acacia mangium e Mimosa caesalpiniaefolia são fabáceas lenhosas de rápido crescimento cuja tolerância à toxidez por arsênio (As) deve ser estudada para avaliação do potencial de fitorremediação. Assim, este experimento, conduzido em casa de vegetação, objetivou avaliar sintomas de toxidez por As em A. mangium e M. caesalpiniaefolia. Plantas seminais de A. mangium e M. caesalpiniaefolia foram cultivadas por 120 d em uma mistura de Latossolo Vermelho e areia, contaminadas com 0, 50, 100, 200 e 400 mg kg-1 de As. Utilizaram-se quatro repetições distribuídas em quatro blocos casualizados. Foram avaliados os sintomas visíveis de toxidez, a produção de matéria seca, a relação raiz/parte aérea, a anatomia radicular e o acúmulo de As. As análises de variância e de regressão evidenciaram que o crescimento das plantas foi prejudicado pelo As, excedendo 80 % de redução da produção de matéria seca na maior dose. A relação raiz/parte aérea aumentou com a adição de As. Plantas de M. caesalpiniaefolia manifestaram clorose esbranquiçada sob 400 mg kg-1 de As. A anatomia radicular das espécies foi alterada, observando-se células colapsadas, morte de primórdios radiculares e acúmulo de compostos fenólicos. A concentração de As nas raízes foi dezenas de vezes superior à concentração na parte área, excedendo 150 e 350 mg kg-1 na M. caesalpiniaefolia e na A. mangium, respectivamente. Essas espécies apresentaram potencial para fitoestabilização de áreas contaminadas com As, porém devem ser adotadas medidas para promover seu crescimento nesses locais.

Acacia mangium e Mimosa caesalpiniaefolia são fabáceas lenhosas de rápido crescimento cuja tolerância à toxidez por arsênio (As) deve ser estudada para avaliação do potencial de fitorremediação. Assim, este experimento, conduzido em casa de vegetação, objetivou avaliar sintomas de toxidez por As em A. mangium e M. caesalpiniaefolia. Plantas seminais de A. mangium e M. caesalpiniaefolia foram cultivadas por 120 d em uma mistura de Latossolo Vermelho e areia, contaminadas com 0, 50, 100, 200 e 400 mg kg-1 de As. Utilizaram-se quatro repetições distribuídas em quatro blocos casualizados. Foram avaliados os sintomas visíveis de toxidez, a produção de matéria seca, a relação raiz/parte aérea, a anatomia radicular e o acúmulo de As. As análises de variância e de regressão evidenciaram que o crescimento das plantas foi prejudicado pelo As, excedendo 80 % de redução da produção de matéria seca na maior dose. A relação raiz/parte aérea aumentou com a adição de As. Plantas de M. caesalpiniaefolia manifestaram clorose esbranquiçada sob 400 mg kg-1 de As. A anatomia radicular das espécies foi alterada, observando-se células colapsadas, morte de primórdios radiculares e acúmulo de compostos fenólicos. A concentração de As nas raízes foi dezenas de vezes superior à concentração na parte área, excedendo 150 e 350 mg kg-1 na M. caesalpiniaefolia e na A. mangium, respectivamente. Essas espécies apresentaram potencial para fitoestabilização de áreas contaminadas com As, porém devem ser adotadas medidas para promover seu crescimento nesses locais. Acacia mangium and Mimosa caesalpiniaefolia are fast-growing woody fabaceous species that might be suitable for phytoremediation of arsenic (As)-contaminated sites. To date, few studies on their tolerance to As toxicity have been published. Therefore, this study assessed As toxicity symptoms in A. mangium and M. caesalpiniaefolia seedlings under As stress in a greenhouse. Seedlings of Acacia mangium and M. caesalpiniaefolia were grown for 120 d in an Oxisol-sand mixture with 0, 50, 100, 200, and 400 mg kg-1 As, in four replications in four randomized blocks. The plants were assessed for visible toxicity symptoms, dry matter production, shoot/root ratio, root anatomy and As uptake. Analyses of variance and regression showed that the growth of A. mangium and M. caesalpiniaefolia was severely hindered by As, with a reduction in dry matter production of more than 80 % at the highest As rate. The root/shoot ratio increased with increasing As rates. At a rate of 400 mg kg-1 As, whitish chlorosis appeared on Mimosa caesalpiniaefolia seedlings. The root anatomy of both species was altered, resulting in cell collapse, death of root buds and accumulation of phenolic compounds. Arsenic concentration was several times greater in roots than in shoots, with more than 150 and 350 mg kg-1 in M. caesalpiniaefolia and A. mangium roots, respectively. These species could be suitable for phytostabilization of As-contaminated sites, but growth-stimulating measures should be used.

Atualmente, é considerável o interesse no desenvolvimento de estratégias que sejam eficientes e duráveis na remediação de solos contaminados com metais pesados. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o desenvolvimento de duas espécies Eucalyptus urophylla e Eucalyptus saligna, cultivadas em substrato contaminado com Mn coletado em área próxima ao Porto de Itaguaí e ao local de disposição de resíduo perigoso da Cia Mercantil e Industrial Ingá em Itaguaí, RJ. O substrato foi tratado com dois resíduos industriais, um com característica alcalina (escória de aciaria) e outro com alto teor de óxido de ferro (carepa de laminação). Verificou se que o substrato não tratado apresentava alto teor de Mn nas frações fitodisponíveis, valores esses tóxicos para as espécies estudadas. Os tratamentos causaram redução nas concentrações de Mn em solução e trocável (frações fitodisponiveis) e aumento nas fases mais estáveis. A menor dose de Escória de Aciaria foi suficiente para que ocorresse diminuição nas concentrações de Mn em solução, sendo este efeito evidenciado pelo desenvolvimento das plantas e na maior dose de Escória de Aciaria o crescimento das espécies estudadas foi maior. O Eucalyptus urophylla apresentou maior desenvolvimento e maior extração deste elemento. Currently, there is considerable interest in developing strategies that are efficient and durable in the remediation of soils contaminated with heavy metals. This study aimed to evaluate the development of Eucalyptus urophylla and Eucalyptus saligna grown in contaminated substrate with Mn collected in the area near the Port of Itaguaí and location of disposal of hazardous waste of Cia Mercantil and Industrial Inga in Itaguaí. The substrate was treated with two industrial waste, with a characteristic alkaline (slag of melt shop) and another with high content of iron oxide (lamination of scale). It was found that the untreated substrate, had a high content of Mn in fractions phytoavailable, being these values toxic to the species. The treatments caused a reduction in the concentrations of Mn in solution and exchangeable (fractions phytoavailable) and increase in more stable phases. The lowest dose of slay of melt shop was enough to decrease the concentrations of Mn in solution, and this effect is evidenced by the development of plants and in the higher dose of slay of melt shop the growth of studied species was more. Eucalyptus urophylla showed greater development and greater extraction of this element.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A mineração é apenas um dos caminhos pelos quais os metais são liberados no ambiente, sendo que a principal fonte de contaminação por metais tem sido as pilhas de rejeitos e materiais estéreis. A presença de minerais sulfetados em depósitos de minério é fonte de drenagem ácida de minas (DAM), a qual é reconhecida como poluente multifator, sendo a importância de cada fator dependente dos sistemas afetados. Os principais fatores de poluição são pH, sais, íons metálicos e não-metálicos, além dos processos de sedimentação. A presença de metais pesados no meio ambiente é o principal problema relacionado à drenagem ácida de mina, pois pode afetar os sistemas aquáticos de diversas formas, sendo que os efeitos podem ser categorizados como químicos, físicos, biológicos e ecológicos. A recuperação de ambientes contaminados requer tecnologias, muitas vezes de custo elevado, entretanto a fitorremediação apresenta-se como uma tecnologia eficiente e de baixo custo. Esta tecnologia pode ser aplicada in situ com a utilização de espécies vegetais e microorganismos associados, que degradam e seqüestram elementos contaminantes presentes no meio. Devido à inerente capacidade das espécies Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e Spirodela polyrrhiza de absorverem diferentes metais, é possível que as mesmas sejam capazes de absorver e acumular, simultaneamente, metais e arsênio presentes na água de drenagem ácida, sem o possível comprometimento do crescimento e do desenvolvimento das plantas. O presente estudo teve como objetivos avaliar o acúmulo de Cu, Fe, Mn, Ni, Zn e As no tecido vegetal, além da tolerância e o desenvolvimento de E. crassipes, P. stratiotes e S. polyrrhiza expostas a sistema artificial de cultivo contendo soluções diluídas de drenagem ácida de minas. Dentre as espécies estudadas, E. crassipes foi a mais tolerante às referidas soluções, seguida por S. polyrrhiza e, por fim, P. stratiotes. No entanto, E. crassipes e P. stratiotes se destacaram por apresentar sistemas radiculares bem desenvolvidos e, desta forma, permitir acúmulo substancial de metais em suas raízes, favorecendo a rizofiltração. Porém, apenas E. crassipes apresentou capacidade de sobreviver em soluções contendo DAM sem que fosse registrado o surgimento de danos severos na morfologia externa e anatomia, embora seu crescimento tenha sido inibido com o aumento na concentração de DAM. Mining is one of the paths in which metals are released into the environment, tailings piles and sterile materials are the main source of metal contamination. The presence of sulfide minerals in ore deposits is a source of acid mine drainage (AMD), which is recognized as a multifactor pollutant, and each factor varies depending on the systems affected. As main factors can be quoted pH, salts, metal and non-metallic ions, and sedimentation processes. The presence of heavy metals in the environment is the main problem related to acid mine drainage due to its effects on aquatic ecosystems. The effects may be categorized as chemical, physical, biological and ecological. The recovery of contaminated environments requires technologies, often expensive, however the phytoremediation is an efficient and low cost technology. It can be applied in situ using plants and microorganisms, which degrade and uptake contaminants. Due to the inherent ability of Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes and Spirodela polyrrhiza to uptake different metals, it is possible that they are able to uptake and accumulate both metals and arsenic, without compromising growth and plant development in solutions with acid mine drainage. This study aimed to evaluate Cu, Fe, Mn, Ni, Zn and As accumulation, tolerance and development of three species of macrophyte (E. crassipes, P. stratiotes and S. polyrrhiza) exposed to aqueous solutions containing acid mine drainage. Among the studied species, E. crassipes was the most tolerant to acid mine drainage solutions, followed by S. polyrrhiza, and finally, P. stratiotes. E. crassipes and P. stratiotes stood out for its well-developed root system that allows substantial metals accumulation in their roots, benefiting rhizofiltration. But, only E. crassipes showed ability to survive in solutions containing acid mine drainage without severe damages on its morpholoy and anatomy, and growth was inhibited with increasing concentration of acid mine drainage.

Pesquisas referentes à extração de metais pesados por planta de pinhão-manso ainda são incipientes. Com a perspectiva dessa planta ser utilizada na recuperação de solos contaminados, objetivou-se, com este trabalho, avaliar os efeitos do cobre e zinco no crescimento do pinhão-manso e o acúmulo e distribuição desses metais na planta. Dois experimentos foram realizados em delineamentos inteiramente casualizados: no primeiro, os tratamentos consistiram em cinco doses de cobre (0; 25; 50; 75 e 100 mg dm-3) e, no segundo, quatro doses de zinco (0; 50; 100 e 150 mg dm-3), com três repetições. Aos 50; 70; 90 e 110 dias após o semeio, foram avaliados: altura da planta, diâmetro caulinar e área foliar. No final do experimento as plantas foram colhidas e avaliados os teores de cobre e zinco nos tecidos vegetais. Amostras de solo de cada vaso foram coletadas e submetidas às analises químicas. As plantas de pinhão-manso, durante o período experimental, são tolerantes aos tratamentos utilizados, no entanto, doses de cobre e zinco no solo acima de 75 e 50 mg dm-3, respectivamente, depreciam o crescimento das mesmas. Os acúmulos de cobre e zinco nas plantas obedeceram às seguintes ordens, respectivamente: folha > raiz > caule; caule > folha > raiz. A translocação do zinco foi maior que a do cobre nas plantas. Researches concerning the extraction of heavy metals by Jatropha curcas L. plants are still preliminary and incomplete. With the prospect of this plant to be used in phytoremediation of polluted soils, this study aimed to evaluate the effect of copper and zinc in the initial development of Jatropha curcas L. and accumulation and distribution of these elements in this plant. Two experiments were carried out in design completely randomized with three replications; the first one with five copper (0; 25; 50; 75; 100 mg dm-3) and the second with four zinc (0; 50; 100; 150 mg dm-3) treatments. At 50; 70; 90 and 110 DAS, were evaluated: plant height, stem diameter and leaf area. At the end of the experiment the plants were harvested and assessed the levels of copper and zinc in plant tissues. Soil samples were collected from each pot and subjected to chemical analysis. The Jatropha curcas L plants, during the experimental period are tolerant to the treatments, however, copper and zinc levels in soil above 75 and 50 mg dm-3, respectively, affect their growth. The copper and zinc concentrations in the plants were ranked in the following order, respectively: leaf > roots > stem; stem > leaf > root. Zinc translocation was higher than copper in the plants.