Investigation into the potential for establishing a self-sustainable wetland ecosystem over pyritic mine tailings

Research was conducted to investigate the potential for ecologically engineering a sustainable wetland ecosystem over pyritic mine tailings to prevent the generation of acid mine drainage. Ecological engineering is technology with the primary goal being the creation of self-sustainable ecological systems. Work involved the design and construction of a pilot-scale wetland system comprising three wetland cells, each covering 100 m2. Approximately forty tonnes of pyritic mine tailings were deposited on the base of the first cell above a synthetic liner, covered with peat, flooded and planted with emergent wetland macrophytes Typha latifolia, Phragmites australis, and Juncus effusus. The second cell was constructed as a conventional free water surface wetland, planted identically, and used as a reference wetland/experimental control. Wetland monitoring to determine long-term sustainability focused on indicators of ecosystem health including ecological, hydrological, physico-chemical, geochemical, and biotic metrics. An integrated assessment was conducted that involved field ecology in addition to ecological risk assessment. The objective of the field ecology study was to use vegetative parameters as ecological indicators for documenting wetlands success or degradation. The goal of the risk assessment was to determine if heavy-metal contamination of the wetland sediments occurred through metal mobilisation from the underlying tailings, and to evaluate if subsequent water column chemistry and biotic metal concentrations were significantly correlated with adverse wetland ecosystem impacts. Data were used to assess heavy metal bioavailability within the system as a function of metal speciation in the wetland sediments. Results indicate hydrology is the most important variable in the design and establishment of the tailings wetland and suggest a wetland cover is an ecologically viable alternative for pyritic tailings which are feasible to flood. Ecological data indicate that in terms of species richness and diversity, the tailings-wetland was exhibiting the ecological characteristics of natural wetlands within two years. Ata indicate that pH and conductivity in the tailings-wetland were not adversely impacted by the acid-generating potential or sulphate concentration of the tailings substrate and its porewater. Similarly, no enhanced seasonal impacts from sulphate or metals in the water column, nor adverse impacts on the final water quality of the outflows, were detected. Mean total metal concentrations in the sediments of the tailings-wetland indicate no significant adverse mobilisation of metals into the peat substrate from the tailings. Correlation analyses indicate a general increase in sediment metal concentration in this wetland with increasing water depth and pH, and a corresponding decrease in the metal concentrations of the water column. Sediment extractions also showed enrichment of Cd, Fe, Pb and Zn in the oxidisable fraction (including sulphides and organic matter) of the tailings-wetland sediments. These data suggest that adsorption and coprecipitation of metals is occurring from the water column of the tailings wetland with organic material at increasing depths under reducing conditions. The long-term control of metal bioavailability in the tailings wetland will likely be related to the presence and continual build-up of organic carbon binding sites in the developing wetland above the tailings. Metal speciation including free-metal ion concentration and the impact of physico-chemical parameters particularly pH and organic matter, were investigated to assess ecotoxicological risk. Results indicate that potentially bioavailable metals (the sum of the exchangeable and reducible fractions) within the tailings wetland are similar to values cited for natural wetlands. Estimated free-metal ion concentrations calculated from geochemical regression models indicate lower free-metal ion concentrations of Cd in the tailings wetland than natural wetlands and slightly higher free-metal ion concentrations of Pb and Zn. Increased concentrations of metals in roots, rhizomes and stems of emergent macrophytes did not occur in the tailings wetland. Even though a substantial number of Typha latifolia plants were found rooting directly into tailings, elevated metals were not found in these plant tissues. Phragmites also did not exhibit elevated metal concentrations in any plant tissues. Typha and Phragmites populations appear to be exhibiting metal-tolerant behaviour. The chemistry of the water column and sediments in Silvermines wetland were also investigated and were much more indicative of a wetland system impacted by heavy metal contamination than the tailings-wetland. Mean Dc, Fe, Mn, Pb and Zn concentrations in the water column and sediments of Silvermines wetlands were substantially higher than in the pilot wetlands and closely approximate concentrations in these matrices contaminated with metals from mining. In addition, mean sulphate concentration in Silvermines wetland was substantially higher and is closer to sulphate concentrations in waters associated with mining. Potentially bioavailable metals were substantially elevated in Silvermines wetland in comparison to the pilot wetlands and higher than those calculated for natural rive sediments. However, Fe oxy-hydroxide concentrations in Silvermines sediments are also much higher than in the pilot wetlands and this significantly impacts the concentration of free-metal ions in the sediment porewater. The free-metal ion concentrations for Pb and Zn indicate that Silvermines wetland is retaining metals and acting as a treatment wetland for drainage emanating from Silvermines tailings dam.

Nutrição mineral do mamoeiro (Carica papaya L.): II - deficiência de boro em condições de campo e casa de vegetação

Com o objetivo de caracterizar a deficiência de boro no mamoeiro (Carica papaya L.) em condições de casa de vegetação e correlacionar com o problema que ocorre em condições de campo, conhecido como "careca do mamoeiro" ou "queda do chapéu", foram instalados dois ensaios. O primeiro foi conduzido em condições de campo no município de Botucatu, SP., em um solo pertencente ao grande grupo Terra Roxa Estruturada e de clima Cf.b.. O segundo ensaio foi conduzido em condições de casa de vegetação e soluções nutritivas. Os autores descrevem os sintomas de deficiência de boro em mamoeiro e correlacionam o problema conhecido como "careca do mamoeiro", com a deficiência de boro.

Resposta do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench) ao emprego de fontes e doses de fósforo em condições de casa de vegetação: I. Latossolo vermelho escuro

Foi estudada a eficiência do fosfato de Catalão, (FG), como fornecedor de P para o sorgo sacarino comparando-a com a do super triplo (ST) em LEa do Estado de Goiás. Usaram-se doses de P2O5, em presença e ausência de calagem. O efeito residual foi estimado em 2 cultivos sucessivos. Foram obtidas as seguintes conclusões principais: o ST mostrou-se uma fonte de P2O5 superior ao FG; a calagem aumentou o aproveitamento do FG; a produção de matéria seca não foi influenciada pelo método de aplicação do PG; a absorção de P foi influenciada favoravelmente pela calagem principalmente no 2° e 3° cultivos; houve correlação positiva e significativa entre P residual (Olsen) e produção; a produção de matéria seca no 2° e 3° cultivos se correlacionou mais estreitamente com o teor de Ca do que com o de P disponível no solo.

Resposta do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench) ao emprego de fontes e doses de fósforo em condições de casa de vegetação: II. Latossolo vermelho escuro-textura média

Foi estudada a eficiência do fosfato de Catalão (FG) como fornecedor de P para o sorgo saca ri no comparando-o com a do super triplo (ST) em um LEm de Botucatu, SP. Usaram-se 4doses de P2O5 em presença e ausência de calagem. O efeito residual foi estimado em 2 cultivos sucessivos. Foram obtidas as seguintes conclusões principais: o ST foi superior ao FG como fornecedor de P, tendo sua eficiência aumentado com a calagem; a absorção do P das duas fontes foi favorecida pela calagem particularmente nos dois últimos cultivos; houve correlação positiva entre P residual (Olsen) e produção de matéria seca nos mesmos cultivos; no terceiro cultivo encontrou-se melhor correlação com o teor de Ca trocável do que com o teor de P disponível.

Resposta do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L) Moench) ao emprego de fontes e doses de fósforo em condições de casa de vegetação: III. Latossolo vermelho amarelo-textura média

Foi estudada a eficiência do fosfato de Catalão (FG) , como fornecedor de P para o sorgo sacarino, comparando-o como a super triplo (ST) em um LVm de Anhembi, SP. Usaram-se 4 doses de P2O5 em presença e ausência de calagem. O efeito residual foi estimado em dois cultivos sucessivos. Foram tiradas as seguintes conclusões principais: o ST foi superior ao FG como fonte de fósforo, tendo sido sua eficiência maior na presença de calagem, a qual influenciou positivamente a absorção de P das duas fontes, em particular no 2º e 3º cultivos; o modo de aplicação do FG não afetou a produção de matéria seca; encontrou-se correlação positiva entre P residual no solo (OLSEN) e produção; no 3º cultivo, entretanto,foi maior a correlação encontrada com o Ca do solo.

Aproveitamento pelo feijoeiro de um fosfato natural parcialmente solubilizado: I. Estudos em casa de vegetação com um latossolo vermelho amarelo

Foi estudado o aproveitamento do fosfato de Araxá parcialmente solubilizado com ácido sulfúrico (FAPS) em comparação com o do concentrado fosfático de Araxá (FA) , do fosfato de Gafsa (FG) e com o do superfosfato simples (SPS). O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho Amarelo, textura média (Haplorthox, LVA) de Anhembi, S. Paulo, ácido e pobre em P. Foram feitos três cultivos sucessivos, sem readubação fosfatada, em presença e ausência de calagem inicial. A análise dos dados permitiu tirar as seguintes conclusões principais com respeito às produções obtidas nos três cultivos em conjunto, considerando-se como 100 a matéria seca correspondente ao SPS em pó: (l) em ausência de calagem - SPS granulado = 80, FA = 85, FAPS = 75 a 90 (dependendo da granulometria), FG = 150; (2) em presença de calagem - SPS granulado = 98 , FA = 66, FAPS = 70 a 85, FG = 110. A calagem aumentou a absorção do P de todas as fontes, tendo o FAPS funcionado também como fornecedor de Ca e de S. Depois do terceiro cultivo o teor de P disponível no solo (01 sen) obedeceu a seguinte ordem decrescente: SPS, FG, FAPS e FA. Os teores, independentemente das fontes, foram sempre menores quando a calagem fora feita.

Aproveitamento pelo feijoeiro de um fosfato natural parcialmente solubilizado: II. Estudos em casa de vegetação com um latossolo vermelho escuro

Foi estudado o aproveitamento do fosfato de Araxá parcialmente solubilizado com ácido sulfúrico (FAPS) usando-se o feijoeiro como planta experimental em um Latossol Vermelho Escuro. Para comparação foram usados o fosfato natural de Araxá (FA) , o fosfato de Gafsa (F) e o superfosfato simples (SPS) em pó (SPSP) e granulado (SPSG). Foram feitos três cultivos sucessivos sem readubação fosfatada em presença e ausência de calagem inicial, isto é, antes da primeira semeadura. A análise dos dados mostrou o seguinte, considerando - se os três cultivos conjuntamente (matéria seca): (1) em ausência de calagem - SPSP - 100 (valor relativo), SPG = 100, FA = 60, FAPS = 60 a 85 (dependendo da granulometria), FG = 132. (2) em presença de calagem SPSP = 100. SPSG = 10,5, FA = 52, FAPS = 75 a 90, FG = 95. A calagem aumentou a quantidade de P absorvido somente no terceiro cultivo, qualquer que fosse a fonte. O FAPS funcionou com fonte de Ca e de S também, A calagem provocou diminuição no teor de P disponível (Olsen) encontrado depois do terceiro cultivo, exceto no caso do FAPS de maior granulonetria. Os teores obedecem à seguinte ordem decrescente: SPS, FAPS, FG e FA. Pode-se concluir que o comportamento do FAPS se aproximou daquele do SPS.

Aproveitamento de um fosfato natural parcialmente solubilizado pelo sorgo sacarino em condições de casa de vegetação: I. Latossolo vermelho amarelo

Foi estudado o aproveitamento do fosfato de Araxá parcialmente solubilizado com ácido sulfúrico (FAPS) em comparação com o concentrado fosfático de Araxá (FA), com o fosfato deGafsa (FG) e com o superfosfato simples SPS. Empregou-se um LVA de textura média de Anhembi, SP. Foram feitos três cultivos sucessivos sem readubação fosfatada, em presença e ausência de calagem inicial. A análise dos dados permitiu tirar as conclusões principais: a eficiência do FAPS em relação à do SPS diminuiu do primeiro para o terceiro, atingindo em média 70%; o FG deu resultados equivalentes e o FA garantiu cerca de 50%, da produção de matéria seca; em presença de calagem, entretanto, aumentou a eficiência relativa do FAPS (80-90%) e caiu a do FA (40%); o teor de P disponível no solo aumentou com a calagem quando se usou FAPS; a análise das plantas mostrou que o FAPS funcionou como fonte de P, Ca e S; o comportamento do produto se aproxima mais daquele do SPS do que o FA original.

Aproveitamento de um fosfato natural parcialmente solubilizado pelo sorgo sacarino em condições de casa de vegetação: II. Latossolo vermelho escuro

Foi estudado o aproveitamento do fosfato de Araxá parcialmente solubilizado com ácido sulfúrico (FAPS) em comparação com o concentrado fosfático de Araxá (FA), com o fosfato de Gafsa (FG) e com o superfosfato simples (SPS). O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho Escuro, textura média (Haplorthox) de Botucatu, SP. Foram feitos três cultivos sucessivos, sem readubação fosfatada, em presença e ausência de calagem inicial. A análise dos dados permitiu tirar as seguintes conclusões principais: em ausência de calagem e produção de matéria seca nos três cultivos conseguida com o FAPS foi 71% da obtida com o SPS em pó; a eficiência relativa do FA foi de 17% e a do FG superou a do SPS em 50%; fazendo-se a calagem a eficiência relativa das fontes (100 = SPS em pó) foi: SPS granulado = 89%, FAPS = 98%, FA 30%, FG = 83%. A calagem aumentou a absorção de P do SPS em pó, do FA e do FAPS. 0 FAPS funcionou também como fonte de Ca e de S. Depois do terceiro cultivo, em ausência de calagem, o SPS deixou no solo o maior teor de P disponível (Olsen), seguindo-se o FG, o FAPS e o FA; a calagem reduziu os teores finais de P disponível no solo quando as fontes foram o SPS, o FA e o FG. De um modo geral o comportamento do FAPS foi mais semelhante ao do SPS que ao do FA.

Estudo comparativo entre fatores químicos na produção de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) em dois tipos de solos, em casa de vegetação

Foram realizados experimentos em casa-de-vegetação na ESALQ-USP, em Piracicaba, SP, com vasos contendo 2,5 litros de amostra de terra do horizonte A e B2 de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com calagem e adubação mineral, para verificar quais os fatores químicos-nutricionais em deficiência no horizonte B2 dos solos, comparados com o horizonte superficial, deverão ser considerados para a exploração adequada do potencial genético de produção do feijoeiro Aroana 80. Pode ser verificado que a saturação do complexo de troca com bases, e a consequente redução na saturação em Al não foi suficiente para alcançar uma produção adequada de grãos. Através da avaliação dos teores relativos e de relações entre nutrientes, pode ser constatada a necessidade de consideração genérica dos teores de P, Mg e das relações P/Zn, N/Zn, Mg/Cu e P/Fe, além dos teores e relações específicas a cada solo, considerando um estado nutricional padrão para a variedade. Em solos corrigidos e adubados os micronutrientes devem ser considerados, como também a matéria orgânica no horizonte B2, que apareceu com níveis abaixo do necessário para suprir o complexo organo-argiloso.

Porosidade de aeração de solos para a máxima produção de grãos de feijoeiro, em casa de vegetação

Foram realizados experimentos em casa de vegetação, na Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", USP, em Piracicaba, SP, com amostras de terra do horizonte A1 ou Ap e B2 de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com adubação mineral e calagem, para verificar qual é a porcentagem de poros com diâmetro maior que 0,05 mm, numa faixa de 3 a 24%, que corresponde a máxima produção de grãos de feijoeiro cultivar Aroana 80. 0 conteúdo de água, dos 2,5 litros de terra por vaso, foi mantido entre 100 e 70% da capacidade de vaso. Pode ser constatada uma faixa preferencial entre 9 e 16% de poros de aeração, sendo deslocada para uma faixa entre 24 e 29% de macroporos, quando ocorrer maior taxa de acúmulo de matéria seca, e provavel menor fornecimento de O2 nos pontos de crescimento radicular em solos com agregados pequenos de grande estabilidade e maior conteúdo de água.

Inquérito sôbre a doença de Chagas no hospital da Santa Casa de Misericórdia de Belo Horizonte (Minas Gerais, Brasil)

São relatados os resultados de um inquérito sôbre doença de Chagas realizado na Santa Casa de Misericórdia de Belo Horizonte (Minas Gerais, Brasil), com a finalidade de verificar a incidência desta moléstia e especialmente de sua forma cardíaca crônica entre os doentes ali internados. Foram examinados 181 pacientes adultos não selecionados, adotando-se os seguintes métodos: a) exame clínico geral e exame minucioso do aparelho circulatório; b) eletrocardiograma; c) reação de fixação do complemento para a doença de Chagas (antígeno de cultura do Schizotrypanum cruzi); d) reação de Wassermann; e) xenodiagnóstico e radiografia dos pacientes com reação de fixação do complemento (Guerreiro & Machado) positiva e de portadores de outras cardiopatias. Dos 181 pacientes examinados, 37 (20,44%) tinham provas de laboratório positivas para foença de Chagas. 49 (27,07%) eram portadores de cardiopatias, com as seguintes etiologias: doença de Chagas (18 casos); arteriosclerose (13 casos); hipertensão arterial (12 casos); sífilis (casos); febre reumática (3 casos); cardiopatia congênita (1 caso); cor pulmonale crônico (1 caso). De 34 pacientes com doença de Chagas, 18 (52,95%) apresentavam evidências eletrocardiográficas de comportamento miocárdico. As alterações eletrocardiográficas mais freqüentes foram: bloqueio do ramo direito, extra-sístoles ventriculares, alterações de QRS (isoladas ou associadas a alterações de T), bloqueios auriculo-ventriculares. Estes achados são semelhantes aos já descritos na cardiopatia chagásica crônica por Laranja e cols. (13,26). As alterações eletrocardiográficas mais frequentes no grupo de pacientes com provas de laboratório negativas para doença de Chagas foram: curvas de hipertrofia ventricular esquerda (strain) alteralçoes primárias de T e extra-sístoles vemtriculares. A idade de 50,0% dos pacientes com miocardite chagásica crônica não ultrapassou os 30 enquanto que 83,33% dos pacientes portafores de outras cardiopatias eram maiores de 30 anos. A reação de fixação do complemento (antígeno de cultura do Schizotrypanum cruzi), devido à sua especificidade e sensibilidade, mostrou ser muito util para o diagnóstico de laboratório da doença de Chagas em sua fase crônica. O xenodiagnóstico foi positivo em 8 casos (25,8%) de 31 pacientes com reação de Guerreiro & Machado positiva. Foi discutidoo problema da etiologia do megaesôfago e do megacolon, admitindo os Autores que adoença de Chagas possivelmente desempenhe, em determinadas zonas, papel significativo no desenvolvimento destas afecções. Foi brevemente relatada a distribuição geográfica dos triatomídeos no Estado de Minas Gerais. Os principais vetores são Panstrongylus megistus, Triatoma infestans e Triatoma sordida, se bem que outras 12 espécies ocorrem neste Estado. Estes triatomídeos existem em 204 (64,55%) dos 316 municípios do Estado de Minas. Vetores infetados foram encontrados em 143 municípios (70,09%). Foram assinaladas as áreas infetadas mais importantes. Os Autores salientaram a importância médica da doença de Chagas, acreditando ser esta infecção um dos mais importantes fatores de cardiopatia em amplas zonas rurais do Estado de Minas Gerais.