Räumliche Verbreitung geogener Schwermetallgehalte in Böden des Taunus: Einfluss von periglazialer Deckschichtengenese

Während der Glazialphasen kam es in den europäischen Mittelgebirgen bedingt durch extensive solifluidale Massenbewegungen zur Bildung von Deckschichten. Diese Deckschichten repräsentieren eine Mischung verschiedener Substrate, wie anstehendes Ausgangsgestein, äolische Depositionen und lokale Erzgänge. Die räumliche Ausdehnung der Metallkontaminationen verursacht durch kleinräumige Erzgänge wird durch die periglaziale Solifluktion verstärkt. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war a) den Zusammenhang zwischen den Reliefeigenschaften und den Ausprägungen der solifluidalen Deckschichten und Böden aufzuklären, sowie b) mittels Spurenelementgehalte und Blei-Isotopen-Verhältnisse als Eingangsdaten für Mischungsmodelle die Beitrage der einzelnen Substrate zum Ausgangsmaterial der Bodenbildung zu identifizieren und quantifizieren und c) die räumliche Verteilung von Blei (Pb) in Deckschichten, die über Bleierzgänge gewandert sind, untersucht, die Transportweite des erzbürtigen Bleis berechnet und die kontrollierenden Faktoren der Transportweite bestimmt werden. Sechs Transekte im südöstlichen Rheinischen Schiefergebirge, einschließlich der durch periglaziale Solifluktion entwickelten Böden, wurden untersucht. Die bodenkundliche Geländeaufnahme erfolgte nach AG Boden (2005). O, A, B und C-Horizontproben wurden auf ihre Spurenelementgehalte und teilweise auf ihre 206Pb/207Pb-Isotopenverhältnisse analysiert. Die steuernden Faktoren der Verteilung und Eigenschaften periglazialer Deckschichten sind neben der Petrographie, Reliefeigenschaften wie Exposition, Hangneigung, Hangposition und Krümmung. Die Reliefanalyse zeigt geringmächtige Deckschichten in divergenten, konvexen Hangbereichen bei gleichzeitig hohem Skelettgehalt. In konvergent, konkaven Hangbereichen nimmt die Deckschichtenmächtigkeit deutlich zu, bei gleichzeitig zunehmendem Lösslehm- und abnehmendem Skelettgehalt. Abhängig von den Reliefeigenschaften und -positionen reichen die ausgeprägten Bodentypen von sauren Braunerden bis hin zu Pseudogley-Parabraunerden. Des Weiteren kommen holozäne Kolluvien in eher untypischen Reliefpositionen wie langgestreckten, kaum geneigten Hangbereichen oder Mittelhangbereichen vor. Außer für Pb bewegen sich die Spurenelementgehalte im Rahmen niedriger Hintergrundgehalte. Die Pb-Gehalte liegen zwischen 20-135 mg kg-1. Abnehmende Spurenelementgehalte und Isotopensignaturen (206Pb/207Pb-Isotopenverhältnisse) von Pb zeigen, dass nahezu kein Pb aus atmosphärischen Depositionen in die B-Horizonte verlagert wurde. Eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) der Spurenelementgehalte hat vier Hauptsubstratquellen der untersuchten B-Horizonte identifiziert (Tonschiefer, Löss, Laacher-See-Tephra [LST] und lokale Pb-Erzgänge). Mittels 3-Komponenten-Mischungsmodell, das Tonschiefer, Löss und LST einschloss, konnten, bis auf 10 Ausreißer, die Spurenelementgehalte aller 120 B-Horizontproben erklärt werden. Der Massenbeitrag des Pb-Erzes zur Substratmischung liegt bei <0,1%. Die räumliche Pb-Verteilung zeigt Bereiche lokaler Pb-Gehaltsmaxima hangaufwärtiger Pb-Erzgänge. Mittels eines 206Pb/207Pb-Isotopenverhältnis-Mischungsmodells konnten 14 Bereiche erhöhter lokaler Pb-Gehaltsmaxima ausgewiesen werden, die 76-100% erzbürtigen Bleis enthalten. Mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems wurden die Transportweiten des erzbürtigen Bleis mit 30 bis 110 m bestimmt. Die steuerenden Faktoren der Transportweite sind dabei die Schluffkonzentration und die Vertikalkrümmung. Diese Untersuchung zeigt, dass Reliefeigenschaften und Reliefposition einen entscheidenden Einfluss auf die Ausprägung der Deckschichten und Böden im europäischen Mittelgebirgsbereich haben. Mischungsmodelle in Kombination mit Spurenelementanalysen und Isotopenverhältnissen stellen ein wichtiges Werkzeug zur Bestimmung der Beiträge der einzelnen Glieder in Bodensubstratmischungen dar. Außerdem können lokale Bleierzgänge die natürlichen Pb-Gehalte in Böden, entwickelt in periglazialen Deckschichten der letzten Vereisungsphase (Würm), bis über 100 m Entfernung erhöhen.

Soil property and management effects on grassland microbial communities across a latitudinal gradient in Germany

There is much interest in the identification of the main drivers controlling changes in the microbial community that may be related to sustainable land use. We examined the influence of soil properties and land-use intensity (N fertilization, mowing, grazing) on total phospholipid fatty acid (PLFA) biomass, microbial community composition (PLFA profiles) and activities of enzymes involved in the C, N, and P cycle. These relationships were examined in the topsoil of grasslands from three German regions (Schorfheide-Chorin (SCH), Hainich-Dun (HAI), Schwabische Alb (ALB)) with different parent material. Differences in soil properties explained 60% of variation in PLFA data and 81% of variation in enzyme activities across regions and land-use intensities. Degraded peat soils in the lowland areas of the SCH with high organic carbon (OC) concentrations and sand content contained lower PLFA biomass, lower concentrations of bacterial, fungal, and arbuscular mycorrhizal PLFAs, but greater enzyme activities, and specific enzyme activities (per unit microbial biomass) than mineral soils in the upland areas of the HAI and ALB, which are finer textured, drier, and have smaller OC concentrations. After extraction of variation that originated from large-scale differences among regions and differences in land-use intensities between plots, soil properties still explained a significant amount of variation in PLFA data (34%) and enzyme activities (60%). Total PLFA biomass and all enzyme activities were mainly related to OC concentration, while relative abundance of fungi and fungal to bacterial ratio were mainly related to soil moisture. Land-use intensity (LUI) significantly decreased the soil C:N ratio. There was no direct effect of LUI on total PLFA biomass, microbial community composition, N and P cycling enzyme activities independent of study region and soil properties. In contrast, the activities and specific activities of enzymes involved in the C cycle increased significantly with LUI independent of study region and soil properties, which can have impact on soil organic matter decomposition and nutrient cycling. Our findings demonstrate that microbial biomass and community composition as well as enzyme activities are more controlled by soil properties than by grassland management at the regional scale. (C) 2013 Elsevier B.V: All rights reserved.

High exchangeable calcium concentrations in soils on Barro Colorado Island, Panama

The soils on four lithologies (basaltic conglomerates, Bohio; Andesite; volcanoclastic sediments with basaltic agglomerates, Caimito volcanic; foraminiferal limestone, Caimito marine) on Barro Colorado Island (BCI) have high exchangeable Ca concentrations and cation-exchange capacities (CEC) compared to other tropical soils on similar parent material. In the 0–10 cm layer of 24 mineral soils, pH values ranged from 5.7 (Caimito volcanic and Andesite) to 6.5 (Caimito marine), concentrations of exchangeable Ca from 134 mmolc kg− 1 (Caimito volcanic) to 585 mmolc kg− 1 (Caimito marine), and cation exchange capacities from 317 mmolc kg− 1 (Caimito volcanic) to 933 mmolc kg− 1 (Caimito marine). X-ray diffractometry of the fraction < 2 μm revealed that smectites dominated the clay mineral assemblage in soil except on Caimito volcanic, where kaolinite was the dominant clay mineral. Exchangeable Ca concentrations decreased with increasing soil depth except on Caimito marine. The weathering indices Chemical Index of Alteration (CIA), Plagioclase Index of Alteration (PIA) and Weathering Index of Parker (WIP) determined for five soils on all geological formations, suggested that in contrast to expectation the topsoil (0–10 cm) appeared to be the least and the subsoil (50–70 cm) and saprolite (isomorphically weathered rock in the soil matrix) the most weathered. Additionally, the weathering indices indicated depletion of base cations and enrichment of Al-(hydr)oxides throughout the soil profile. Tree species did not have an effect on soil properties. Impeded leaching and the related occurrence of overland flow seem to be important in determining clay mineralogy. Our results suggest that (i) edaphic conditions favor the formation of smectites on most lithologies resulting in high CEC and thus high retention capacity for Ca and (ii) that there is an external source such as dust or sea spray deposition supplying Ca to the soils.

Isolation and Characterization of a Microorganism from Groundwater that Reduces Arsenate

This is an investigation into the microbially mediated processes involved in the transformation of arsenic. With the recent change in the Federal Maximum Contaminant Level for arsenic in drinking water, an increasing amount of resources are being devoted to understanding the mechanisms involved in the movement of arsenic. Arsenic in drinking water typically comes from natural sources, but the triggers that result in increased release of arsenic from parent material are poorly understood. Knowledge of these processes is necessary in order to make sound engineering decisions regarding drinking water management practices. Recent years have brought forth the idea that bacteria play a significant role in arsenic cycling. Groundwater is a major source of potable water in this and many other countries. To date, no reports have been made indicating the presence and activity of arsenate reducing bacteria in groundwater settings, which may increase dissolved arsenic concentrations. This research was designed to address this question and has shown that these bacteria are present in Maine groundwater. Two Maine wells were sampled in order to culture resident bacteria that are capable of dissimilatory arsenate reduction. Samples were collected using anaerobic techniques fiom wells in Northport and Green Lake. These samples were amended with specific compounds to enrich the resident population of arsenate utilizing bacteria. These cultures were monitored over time to establish rates of arsenate reduction. Cultures fiom both sites exhibited arsenate reduction in initial enrichment cultures. Isolates obtained fiom the Green Lake enrichments, however, did not reduce arsenate. This indicates either that a symbiotic relationship was required for the observed arsenate reduction or that fast-growing fermentative organisms that could survive in high arsenate media were picked in the isolation procedure. The Northport cultures exhibited continued arsenate reduction after isolation and successive transfers into fiesh media. The cultured bacteria reduced the majority of 1 a arsenate solutions in less than one week, accompanied by a corresponding oxidation of lactate. The 16s rRNA fiom the isolate was arnplifled and sequenced. The results of the DNA sequence analysis indicate that the rRNA sequence of the bacteria isolated at the Northport site is unique. This means that this strain of bacteria has not been reported before. It is in the same taxonomic subgroup as two previously described arsenate respirers. The implications of this study are significant. The fact that resident bacteria are capable of reducing arsenate has implications for water management practices. Reduction of arsenate to arsenite increases the mobility of the compound, as well as the toxicity. An understanding of the activity of these types of organisms is necessary in order to understand the contribution they are making to arsenic concentrations in drinking water. The next step in this work would be to quantitj the actual loading of dissolved arsenic present in aquifers because of these organisms.

Propiedades químicas de suelos desarrollados sobre distintos materiales originales bajo bosques de Austrocedrus chilensis

En este trabajo se caracterizaron las propiedades químicas del horizonte A de los suelos desarrollados a partir de distintos materiales originarios, sobre los cuales habitan bosques de Austrocedrus chilensis. Se seleccionaron cinco sitios, ubicados en el Valle 16 de Octubre y en el Parque Nacional Los Alerces de la Provincia del Chubut, Argentina. De cada sitio se tomaron muestras compuestas del horizonte A para la caracterización de las propiedades químicas. Todos los suelos analizados presentaron elevados contenidos de materia orgánica y nitrógeno. Los suelos originados a partir de materiales glaciarios presentaron los máximos valores de bases de intercambio, capacidad de intercambio catiónico y contenido de fósforo, diferenciándose significativamente de los suelos volcánicos. Dentro de los suelos volcánicos se detectaron diferencias en función de la granulometría del material: los suelos derivados de ceniza (< 2mm) tendieron a presentar mayores valores de capacidad de intercambio catiónico y bases de intercambio que los suelos de pumita (> 2mm).

Isotopic ratios, concentration of noble gases and mineral and bulk composition of extraterrestrial dust particles in Dome Fuji ice core, East Antarctica

Two silicate-rich dust layers were found in the Dome Fuji ice core in East Antarctica, at Marine Isotope Stages 12 and 13. Morphologies, textures, and chemical compositions of constituent particles reveal that they are high-temperature melting products and are of extraterrestrial origin. Because similar layers were found ~2000 km east of Dome Fuji, at EPICA (European Project for Ice Coring in Antarctica)-Dome C, particles must have rained down over a wide area 434 and 481 ka. The strewn fields occurred over an area of at least 3 × 10**6 km**2. Chemical compositions of constituent phases and oxygen isotopic composition of olivines suggest that the upper dust layer was produced by a high-temperature interaction between silicate-rich melt and water vapor due to an impact explosion or an aerial burst of a chondritic meteoroid on the inland East Antarctic ice sheet. An estimated total mass of the impactor, on the basis of particle flux and distribution area, is at least 3 × 10**9 kg. A possible parent material of the lower dust layer is a fragment of friable primitive asteroid or comet. A hypervelocity impact of asteroidal/cometary material on the upper atmosphere and an explosion might have produced aggregates of sub-µm to µm-sized spherules. Total mass of the parent material of the lower layer must exceed 1 × 10**9 kg. The two extraterrestrial horizons, each a few millimeters in thickness, represent regional or global meteoritic events not identified previously in the Southern Hemisphere.

Chemistry of earliest Cretaceous bentonites

Bentonites (i.e., smectite-dominated, altered volcanic ash layers) were discovered in Berriasian to Valanginian hemipelagic (shelfal) to eupelagic (deep-sea) sediments of the Wombat Plateau (Site 761), Argo Abyssal Plain (Sites 261, 765), southern Exmouth Plateau (Site 763), and Gascoyne Abyssal Plain (Site 766). A volcaniclastic origin with trachyandesitic to rhyolitic ash as parent material is proved by the abundance of well-ordered montmorillonite, fresh to altered silicic glass shards, volcanogenic minerals (euhedral sanidine, apatite, slender zircon), and rock fragments, and by a vitroclastic ultra-fabric (smectitized glass shards). For the Argo Abyssal Plain, we can distinguish four types of bentonitic claystones of characteristic waxy appearance: (1) pure smectite bentonites, white to light gray, sharp basal contacts, and a homogeneous cryptocrystalline smectite matrix, (2) thin, greenish-gray bentonitic claystones having sharp upper and lower contacts, (3) gray-green bentonitic claystones mottled with background sedimentation and a distinct amount of terrigenous and pelagic detrital material, and (4) brick-red smectitic claystones having diffuse sedimentary contacts and a doubtful volcanic origin. For the other drill sites, we can distinguish between (1) pure bentonitic claystones similar in appearance and chemical composition to Type 1 of the Argo Abyssal Plain (except for gradual basal contacts) and (2) impure bentonitic claystones containing textures of volcanogenic smectite and pyroclastic grains with terrigenous and pelagic components resulting from resedimentation or bioturbation. The ash layers were progressively altered (smectitized) during diagenesis. Silicic glass was first hydrated, then slightly altered (etched with incipient smectite authigenesis), then moderately smectitized (with shard shape still intact), and finally, completely homogenized to a pure smectite matrix without obvious relict structures. Volcanic activity was associated with continental breakup and rapid subsidence during the "juvenile ocean phase." Potential source areas for a Neocomian post-breakup volcanism include Wombat Plateau, Joey and Roo rises, Scott Plateau, and Wallaby Plateau/Cape Range Fracture Zone. Westward-directed trade winds transported silicic ash from these volcanic source areas to the Exmouth Plateau and, via turbidity currents, into the adjacent abyssal plains. The Wombat and Argo abyssal plain bentonites are interpreted, at least in parts, as proximal or distal ash turbidites, respectively.

Morphological, chemical and physical characteristics of cryosolic soils from Arctic Canada

Cryosols are permafrost-affected soils whose genesis is dominated by cryogenic processes, resulting in unique macromorphologies, micromorphologies, thermal characteristics, and physical and chemical properties. In addition, these soils are carbon sinks, storing high amounts of organic carbon collected for thousands of years. In the Canadian soil classification, the Cryosolic Order includes mineral and organic soils that have both cryogenic properties and permafrost within 1 or 2 m of the soil surface. This soil order is divided into Turbic, Static and Organic great groups on the basis of the soil materials (mineral or organic), cryogenic properties and depth to permafrost. The great groups are subdivided into subgroups on the basis of soil development and the resulting diagnostic soil horizons. Cryosols are commonly associated with the presence of ground ice in the subsoil. This causes serious problems when areas containing these soils are used for agriculture and construction projects (such as roads, town sites and airstrips). Therefore, where Cryosols have high ice content, it is especially important either to avoid these activities or to use farming and construction methods that maintain the negative thermal balance.

Mineralogy and geochemistry of altered ash, pelagic clay, and a clay vein in basalt from DSDP Leg 62 Holes

Volcanic ash was recovered from lower Aptian to Albian deposits from DSDP Sites 463, 465, and 466; pelagic clay of the upper Pleistocene to Upper Cretaceous was recovered mainly from Site 464, with minor amounts at Sites 465 and 466. We present X-ray-mineralogy data on pelagic clay and altered volcanic ash recovered from the four Leg 62 sites. In addition, two ash samples from Sites 463 and 465, a pelagic clay from Site 464, and a clay vein from the basaltic basement at Site 464 each were analyzed for major, minor, and trace elements. Our purpose is to describe the mineralogy and chemistry of altered ash and pelagic clays, to determine the sources of their parent material, and to delineate the diagenetic history of these clay-rich deposits. Correlation of chemistry and mineralogy of ash and pelagic clay with volcanic rocks suspected to be their parent material is not always straightforward, because weathering and diagenetic alteration caused depletion or enrichment of many elements.

(Table 3) Age-related trends of desert pavement properties in the Transantarctic Mountains

Compared to mid-latitude deserts, the properties, formation and evolution of desert pavements and the underlying vesicular layer in Antarctica are poorly understood. This study examines the desert pavements and the vesicular layer from seven soil chronosequences in the Transantarctic Mountains that have developed on two contrasting parent materials: sandstone-dolerite and granite-gneiss. The pavement density commonly ranges from 63 to 92% with a median value of 80% and does not vary significantly with time of exposure or parent material composition. The dominant size range of clasts decreases with time of exposure, ranging from 16-64 mm on Holocene and late Quaternary surfaces to 8-16 mm on surfaces of middle Quaternary and older age. The proportion of clasts with ventifaction increases progressively through time from 20% on drifts of Holocene and late Quaternary age to 35% on Miocene-aged drifts. Desert varnish forms rapidly, especially on dolerite clasts, with nearly 100% cover on surfaces of early Quaternary and older age. Macropitting occurs only on clasts that have been exposed since the Miocene. A pavement development index, based on predominant clast-size class, pavement density, and the proportion of clasts with ventifaction, varnish, and pits, readily differentiated pavements according to relative age. From these findings we judge that desert pavements initially form from a surficial concentration of boulders during till deposition followed by a short period of deflation and a longer period of progressive chemical and physical weathering of surface clasts. The vesicular layer that underlies the desert pavement averages 4 cm in thickness and is enriched in silt, which is contributed primarily by weathering rather than eolian deposition. A comparison is made between desert pavement properties in mid-latitude deserts and Antarctic deserts.

Composition of bentonite-, smectite-rich- and ash beds from DSDP Leg 19 holes

Late Cenozoic ash deposits cored in Deep Sea Drilling Project Leg 19 in the far northwest Pacific and in the Bering Sea have altered to bentonite beds. Some bentonite layers were subsequently replaced by carbonate beds. A significant part of the Neogene volcanic history of land areas adjacent to the far north Pacific is represented by these diagenetic deposits. Bentonite beds are composed of authigenic smectite and minor amounts of clinoptilolite. Authigenic smectite has fewer illite layers than detrital smectite. Opal-A and opal-CT, abundant in Bering Sea sediment, are not found in ash or bentonite layers. The percentage of smectite in the total clay-mineral assemblage of ash beds is greater than that for adjacent terrigenous sediment, but the total amount of clay minerals in ash sequences is less than in surrounding deposits. Morphology of the 17-Å peak of smectite found in ash may represent newly formed, poorly crystalline smectite. Smectite becomes better crystallized as bentonite layers form. The percentage of smectite of the total clay-mineral assemblage in bentonite beds is greater than that in surrounding sediment, and, in contrast to ash beds, the total amount of clay minerals (mostly smectite) in bentonite layers is greater than in adjacent terrigenous sediment. Apparently, silica is not mobilized when volcanic ash layers transform to bentonite beds. Saponite-nontronite varieties of smectite and high Fe/Al and Ti/Al ratios distinguish bentonite beds derived from basaltic parent material from those beds formed from more silicic volcanic ash. These silicic ash beds produce bentonite composed mostly of montmorillonite. The basal sediment section at site 192 is rich with bentonite beds. Smectite in the upper part of this section (Eocene) was formed by low-temperature diagenesis of volcanic debris of intermediate or more silicic composition derived from arc or Pacific volcanoes. In contrast, smectite from the lowest 10 to 20 m of the sedimentary section (Cretaceous) is formed from either low-temperature or hydrothermal alteration of the underlying basaltic basement and associated pyroclastic debris. This near-basement smectite contains Mg and K acquired from sea water and Si, Al, Fe, Ti, and Mn released from the volcanic material.

Modeling soil system: complexity under your feet

A clear statement in these lines textually cited (Byers et al., 1938) defines the framework of this special issue: “True soil is the product of the action of climate and living organism upon the parent material, as conditioned by the local relief. The length of time during which these forces are operative is of great importance in determining the character of the ultimate product. Drainage conditions are also important and are controlled by local relief, by the nature of the parent material or underlying rock strata, or by the amount of precipitation in relation to rate of percolation and runoff water. There are, therefore, five principal factors of soil formation: Parent material, climate, biological activity, relief and time. These soil forming factors are interdependent, each modifying the effectiveness of the others.” Due to these various processes associated to its formation and genesis soil dynamics reveals high complexity that creates several levels of structure using this term in a broad sense

Trace Elements Distribution in Red Soils under Semiarid Mediterranean Environment

This study states the potential trace elements (TE’s) content of red soils located at the centre region of Spain, characterized by low rainfall and slight acidity over prolonged weathering periods. For this purpose, three soil profiles from a catena were described, sampled and analyzed. The most notable characteristics are the low organic matter content and the predominantly acidic pH. Illite and kaolinite are the predominant clay minerals. The fertility of the soils is sufficient to provide most of the nutrients required, with very suitable potassium levels. The geochemical characters of this soil are: only few elements remain almost invariable across the profiles and over time, however the majority of them were directly linked with the clay content. These soils are characterized by relatively low levels of some trace elements such as Sr (64.35 mg?kg–1), Ba (303.67 mg?kg–1) and Sc (13.14 mg?kg–1); high levels of other trace elements such as V (103.92 mg?kg–1), Cr (79.9 mg?kg–1), Cu (15.18 mg?kg–1), Hf (10.26 mg?kg–1), Ni (38 mg?kg–1) and Zr (337 mg?kg–1); while the levels for rare earth elements (REE’s) such as La (48.36 mg?kg–1), Ce (95.07 mg?kg–1), Th (13.33 mg?kg–1) and Nd (42.65 mg?kg–1) are significantly high. The distribution of mayor and trace elements was directly re- lated to weathering processes, parent material and anthropogenic activities.

Fatores de bioconcentração e disponibilidade de bário, cádmio, cobre, níquel e zinco em solos e em culturas de interesse agronômico

Os elementos potencialmente tóxicos (EPTs) estão presentes nos solos em concentrações dependentes do material de origem e das ações antrópicas. A adição de EPTs ao solo pelas atividades antrópicas pode ocasionar risco à saúde humana, já que estes elementos podem ser acumulados no organismo por meio do contato dérmico com o solo, da inalação de partículas em suspensão, de ingestão de solo e de alimentos contaminados. A contaminação dos alimentos ocorre pelo cultivo em áreas com alta biodisponibilidade de EPTs, e nessa condição ocorre absorção e translocação para a parte aérea, com possível acúmulo dos metais nas porções comestíveis, como raízes, frutos e grãos. A biodisponibilidade dos EPTs é regulada pelas características químicas dos elementos e por atributos do solo, como a CTC, o pH e a matéria orgânica (MO). Sintomas de toxicidade e alterações morfológicas e fisiológicas podem aparecer dependendo da absorção e da movimentação dos EPTs nas plantas. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adição de bário (Ba), de cádmio (Cd), de cobre (Cu), de níquel (Ni) e de zinco (Zn) em amostras de um Neossolo Quartzarênico e um Latossolo Vermelho distrófico, sob duas condições de saturação por bases (30% e 50 ou 70%, dependendo da cultura), no cultivo de arroz (Oryza sativa), alface (Lactuca sativa), girassol (Helianthus annuus) e tomate (Solanum lycopersicum). Os EPTs nos solos foram extraídos com EPA 3051a, Água Régia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, HNO3 (0,43 mol L-1) e CaCl2 (0,01 mol L-1), e seus teores correlacionados com os presentes nas raízes, na parte aérea, nos frutos e com a quantidade acumulada pelas plantas. Os fatores de bioconcentração (FBC) e de transferência (FT) foram calculados para as culturas. O índice SPAD (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) foi determinado na fase vegetativa da alface, do arroz e do girassol, enquanto a atividade fotossintética foi determinada pelo IRGA (Infrared gas analyzer). Os maiores teores de EPTs foram observados nas plantas cultivadas no Neossolo. As quantidades de Cu, Ni e Zn acumuladas nas plantas apresentaram correlação positiva com os teores extraídos pelo EPA 3051a e pela Água Régia. Os teores extraídos com HNO3 (0,43 mol L-1) apresentaram elevada correlação positiva com os teores reativos extraídos com DTPA e com Mehlich 3, e também com as quantidades de EPTs acumuladas pelas plantas. Os FBCs foram mais altos nos solos com baixa CTC, baixos teores de MO e baixos valores de pH. O arroz apresentou a menor translocação de Cd do sistema radicular para os grãos. O Cu, o Ni e o Zn causaram alterações no desenvolvimento da alface e do girassol, e diminuíram a transpiração e a condutância estomática da alface. O arroz apresentou a menor absorção de EPTs e a maior tolerância ao Ba, ao Cd, ao Ni e ao Zn, no entanto, as plantas apresentaram maiores condutividade estomática e transpiração.

A prova ilícita na investigação de paternidade

A presente dissertação versa sobre a prova ilícita na investigação de paternidade, com a percepção que inexistem direitos e garantias absolutos. Sob esse ponto de vista, propõe-se a demonstrar que tanto o direito à prova quanto a garantia constitucional da inadmissibilidade da prova obtida por meios ilícitos são passíveis de sofrer restrições. Essas restrições, entretanto, não podem implicar na supressão de direitos e garantias fundamentais. Elas devem limitar-se ao estritamente necessário para a salvaguarda de outros direitos constitucionalmente protegidos, à luz de um juízo de ponderação entre os valores conflitantes. Os valores colidentes a serem analisados no presente trabalho são, por um lado, a proteção constitucional dispensada à intimidade, à vida privada, à imagem, à honra, ao sigilo da correspondência, às comunicações telegráficas, aos dados, às comunicações telefônicas e ao domicílio do suposto pai e, por outro, o direito do filho conhecer a sua origem genética e receber do genitor assistência material, educacional e psicológica, além da herança no caso de morte deste. Avultam-se, ainda, os comandos constitucionais da paternidade responsável (CF, o art. 226, § 7º) e da prioridade absoluta que a Constituição Federal confere às questões afetas à criança e ao adolescente. Nessa linha de perspectiva, procura conciliar o direito fundamental ao conhecimento da origem genética com a garantia constitucional que veda a obtenção da prova por meios ilícitos, reduzindo, quando necessário, o alcance de um desses valores contrastantes para que haja a preservação do outro e o restabelecimento do equilíbrio entre eles. Com o intuito de facilitar a compreensão do assunto, o estudo sobre a prova ilícita na investigação de paternidade encontra-se dividido em três capítulos. No primeiro capítulo são estudados o objeto da prova na investigação de paternidade, os fatos a provar, as teorias sobre o objeto da prova, o ônus da prova, a distribuição e a inversão do ônus da prova na investigação de paternidade, o momento da inversão do ônus da prova, o dever de colaboração e a realização do exame de DNA sem o consentimento das partes. Partindo da compreensão da prova como instrumento capaz de propiciar ao juiz o convencimento dos fatos pertinentes, relevantes e controvertidos deduzidos pelas partes como fundamento da ação ou da defesa, sustenta-se que os fatos a provar não são apenas os principais, mas, também, os acessórios que se situem na mesma cadeia deles. Desenvolve-se, outrossim, estudo sobre as teorias utilizadas pela doutrina para explicar o objeto da prova, a saber: a) a teoria clássica; b) a teoria da afirmação; c) a teoria mista. Nesse tópico, merece ênfase o fato das legislações brasileira e portuguesa estarem alicerçadas sob as bases da teoria clássica, em que pesem as divergências doutrinárias sobre o assunto. No item reservado ao ônus da prova, este é concebido como uma atividade e não como uma obrigação, diante da autonomia de vontade que a parte tem para comportar-se da maneira que melhor lhe aprouver para alcançar o resultado pretendido. Embora não traduza um dever jurídico demonstrar a veracidade dos fatos que ensejam a constituição do direito alegado, quem não consegue reunir a prova dos fatos que alega corre o risco de perder a demanda. No que tange à regra de distribuição do ônus da prova, recomenda-se a observação das disposições do art. 333 do CPC, segundo as quais incumbe ao autor comprovar o fato constitutivo do seu direito e ao réu a existência de fato impeditivo, modificativo ou extintivo do direito do autor. Argumenta-se que o CPC brasileiro adota o modelo estático de distribuição do ônus da prova, pois não leva em conta a menor ou maior dificuldade que cada parte tem para produzir a prova que lhe incumbe. Porém, ressalta-se o novo horizonte que se descortina no anteprojeto do novo CPC brasileiro que se encontra no Congresso Nacional, o qual sinaliza no sentido de acolher a distribuição dinâmica do ônus da prova. Esse novo modelo, contudo, não afasta aquele previsto no art. 333 do CPC, mas, sim, o aperfeiçoa ao atribuir o ônus a quem esteja em melhores condições de produzir a prova. Ao tratar do dever de colaboração, idealiza-se a busca descoberta da verdade como finalidade precípua do ordenamento jurídico. E, para se alcançar a justa composição da lide, compreende-se que as partes devem atuar de maneira escorreita, expondo os fatos conforme a verdade e cumprindo com exatidão os provimentos formais. Sob essa ótica, sustenta-se a possibilidade de inversão do ônus da prova, da aplicação da presunção legal de paternidade e até mesmo da condução coercitiva do suposto pai para a realização de exames, caso o mesmo a tanto se recuse ou crie, propositalmente, obstáculo capaz de tornar impossível a colheita da prova. Defende-se que a partir da concepção do nascituro, a autonomia de vontade dos pais fica restringida, de forma que a mãe não pode realizar o aborto e o pai não pode fazer pouco caso da existência do filho, recusando-se, injustificadamente, a submeter-se a exame de DNA e a dar-lhe assistência material, educacional e psicológica. É por essa razão que, em caráter excepcional, se enxerga a possibilidade de condução coercitiva do suposto pai para a coleta de material genético, a exemplo do que ocorre no ordenamento jurídico alemão (ZPO, § 372). Considera-se, outrossim, que a elucidação da paternidade, além de ajudar no diagnóstico, prevenção e tratamento de algumas doenças hereditárias, atende à exigência legal de impedir uniões incestuosas, constituídas entre parentes afins ou consanguíneos com a violação de impedimentos matrimoniais. Nesse contexto, a intangibilidade do corpo não é vista como óbice para a realização do exame de DNA, o qual pode ser feito mediante simples utilização de fios de cabelos com raiz, fragmentos de unhas, saliva e outros meios menos invasivos. O sacrifício a que se submete o suposto pai mostra-se, portanto, ínfimo se comparado com o interesse superior do investigante que se busca amparar. No segundo capítulo, estuda-se o direito fundamental à prova e suas limitações na investigação de paternidade, a prova vedada ou proibida, a distinção entre as provas ilegítima e ilícita, a manifestação e alcance da ilicitude, o tratamento dispensado à prova ilícita no Brasil, nos Estados Unidos da América e em alguns países do continente europeu, o efeito-à-distância das proibições de prova na investigação de paternidade e a ponderação de valores entre os interesses em conflito: prova ilícita x direito ao conhecimento da origem genética. Nesse contexto, o direito à prova é reconhecido como expressão do princípio geral de acesso ao Poder Judiciário e componente do devido processo legal, materializado por meio dos direitos de ação, de defesa e do contraditório. Compreende-se, entretanto, que o direito à prova não pode ser exercido a qualquer custo. Ele deve atender aos critérios de pertinência, relevância e idoneidade, podendo sofrer limitações nos casos expressamente previstos em lei. Constituem exemplos dessas restrições ao direito à prova a rejeição das provas consideradas supérfluas, irrelevantes, ilegítimas e ilícitas. A expressão “provas vedadas ou proibidas” é definida no trabalho como gênero das denominadas provas ilícita e ilegítima, servindo para designar as provas constituídas, obtidas, utilizadas ou valoradas com afronta a normas de direito material ou processual. A distinção que se faz entre a prova ilícita e a ilegítima leva em consideração a natureza da norma violada. Quando há violação a normas de caráter processual, sem afetar o núcleo essencial dos direitos fundamentais, considera-se a prova ilegítima; ao passo em que havendo infringência à norma de conteúdo material que afete o núcleo essencial do direito fundamental, a prova é tida como ilícita. Esta enseja o desentranhamento da prova dos autos, enquanto aquela demanda a declaração de nulidade do ato sem a observância da formalidade exigida. A vedação da prova ilícita, sob esse aspecto, funciona como garantia constitucional em favor do cidadão e contra arbítrios do poder público e dos particulares. Nessa ótica, o Direito brasileiro não apenas veda a prova obtida por meios ilícitos (CF, art. 5º, X, XI, XII e LVI; CPP, art. 157), como, também, prevê sanções penais e civis para aqueles que desobedeçam à proibição. A análise da prova ilícita é feita à luz de duas concepções doutrinárias, a saber: a) a restritiva - exige que a norma violada infrinja direito ou garantia fundamental; b) a ampla – compreende que a ilicitude afeta não apenas as normas que versem sobre os direitos e garantias fundamentais, mas todas as normas e princípios gerais do direito. A percepção que se tem à luz do art. 157 do CPP é que o ordenamento jurídico brasileiro adotou o conceito amplo de ilicitude, pois define como ilícitas as provas obtidas com violação a normas constitucionais ou legais, sem excluir àquelas de natureza processual nem exigir que o núcleo do direito fundamental seja atingido. Referido dispositivo tem sido alvo de críticas, pois a violação da lei processual pode não implicar na inadmissibilidade da prova e aconselhar o seu desentranhamento dos autos. A declaração de nulidade ou renovação do ato cuja formalidade tenha sido preterida pode ser suficiente para contornar o problema, sem a necessidade de exclusão da prova do processo. Noutra vertente, como a vedação da prova ilícita não pode ser levada às últimas consequências nem se converter em meio facilitador da prática de atos ilícitos e consagrador da impunidade, defende-se a sua admissão nos casos de estado de necessidade, legítima defesa, estrito cumprimento do dever legal e exercício regular de um direito. Assim, entende-se possível a utilização pela vítima de estupro, no processo de investigação de paternidade movido em prol do seu filho, do exame de DNA realizado mediante análise do sêmen deixado em sua vagina por ocasião do ato sexual que resultou na gravidez. Sustenta-se, ainda, a possibilidade de utilização das imagens captadas por circuito interno de câmaras comprobatórias do estupro para fazer prova da paternidade. Ressalta-se, outrossim, que no Brasil a doutrina e a jurisprudência têm admitido a prova ilícita, no processo penal, para comprovar a inocência do acusado e, em favor da vítima, nos casos de extorsão, concussão, sequestro e outros delitos similares. No ponto relativo ao efeito-àdistância das proibições de prova, aduz-se que as experiências americana e alemã da fruit of the poisonous tree doctrine e da fernwirkung são fonte de inspiração para as legislações de vários países. Por força da teoria dos frutos da árvore envenenada, o vício da planta transmite-se aos seus frutos. Ainda no segundo capítulo, estabelece-se breve comparação do tratamento conferido à prova ilícita nos ordenamentos jurídicos brasileiro e português, destacando-se que no regime de controle adotado pela Constituição da República Federativa do Brasil a prova ilícita é tratada como ineficaz e deve ser rejeitada de plano ou desentranhada do processo. Já na Constituição portuguesa adotou-se o regime de nulidade. Após o ingresso da prova ilícita no processo, o juiz declara a sua nulidade. O terceiro capítulo é dedicado ao estudo dos meios de prova e da incidência da ilicitude no processo de investigação de paternidade. Para tanto são eleitos os meios de prova enumerados no art. 212 do Código Civil, quais sejam: a) confissão; b) documento; c) testemunha; d) presunção; e) perícia, além do depoimento pessoal previsto no CPC, analisando a incidência da ilicitude em cada um deles. Má vontade a investigação de paternidade envolva direitos indisponíveis, isso não significa que as declarações das partes não tenham valor probatório, pois o juiz pode apreciá-las como elemento probatório (CC, art. 361º). Por meio do depoimento e confissão da parte são extraídas valiosas informações sobre o tempo, o lugar e a frequência das relações sexuais. Todavia, havendo emprego de métodos proibidos, tais como ameaça, coação, tortura, ofensa à integridade física ou moral, hipnose, utilização de meios cruéis, enganosos ou perturbação da capacidade de memória, a prova será considerada ilícita e não terá validade nem mesmo como elemento probatório a ser livremente apreciado pelo juiz. A prova documental é estudada como a mais vulnerável à incidência da ilicitude, pelo fato de poder expressar-se das mais variadas formas. Essa manifestação da ilicitude pode verificar-se por ocasião da formação da prova documental, no ato da sua obtenção ou no momento da sua exibição em juízo por meio falsificação material do documento público ou particular, da omissão de declaração deveria constar, inserção de declaração falsa ou diversa da que devia ser escrita, alteração de documento verdadeiro, emprego de métodos proibidos de prova para confecção do documento, etc. Na esteira desse raciocínio, em se fazendo constar, por exemplo, da escritura pública ou particular ou do testamento (CC, art. 1.609, II e III) declaração falsa da paternidade, a prova assim constituída é ilícita. Do mesmo modo, é considerada ilícita a prova obtida mediante indevida intromissão na vida privada, com violação de domicílio, emails, sigilos da correspondência, telefônico ou fiscal, realização de gravações, filmagens, etc. Na prova testemunhal entende-se como elemento configurador da ilicitude o emprego de métodos proibidos por parte de agentes públicos ou particulares, tais como tortura, coação, ameaça, chantagem, recursos que impliquem na diminuição ou supressão da capacidade de compreensão, etc, para que a testemunha faça afirmação falsa, negue ou cale a verdade dos fatos. Destaca-se, ainda, como ilícita a prova cujo acesso pela testemunha tenha ocorrido mediante violação à reserva da vida privada. No caso das presunções, vislumbra-se a possibilidade de incidência da ilicitude quando houver ilicitude no fato conhecido, do qual se vale a lei ou o julgador para extraírem as consequências para dedução da existência do fato desconhecido. A troca maliciosa de gametas é citada como meio ilícito de prova para alicerçar a presunção de paternidade no caso de inseminação artificial homóloga. A consecução da prévia autorização do marido, mediante coação, tortura, ameaça, hipnose, etc, na inseminação artificial heteróloga, também é tratada como ação danosa e capaz de viciar e infirmar a presunção legal de paternidade. Enxerga-se, outrossim, no meio de prova pericial, a possibilidade de maculação do resultado do exame por falha humana intencional no processo de coleta, transporte, armazenamento, manipulação ou troca do material genético coletado. Em se verificando essa situação, fica comprometida a credibilidade da prova pericial ante a sua ilicitude.