Avaliação do efeito de metais pesados na fertilidade do ratinho

A infertilidade é um problema actual que afecta cerca de 8 a 12% dos casais em idade fértil, sendo 50% dos casos atribuídos ao factor masculino. A exposição ocupacional e/ou ambiental a metais pesados representa uma das suas principais causas. O chumbo, o cádmio e o crómio são metais com elevada utilização industrial e muito persistentes no ambiente, sendo motivo de grande preocupação devido aos seus efeitos na saúde reprodutiva dos trabalhadores e da população em geral. Neste trabalho estudaram-se os efeitos do cloreto de chumbo (PbCl2), cloreto de cádmio (CdCl2) e cromato de potássio (K2CrO4) na fertilidade, usando como modelo ratinhos machos ICR-CD1. Os ratinhos foram injectados subcutaneamente com 74 e 100 mg de PbCl2/kg pc ou com 5 e 10 mg de K2CrO4/kg pc, respectivamente, durante 4 dias consecutivos ou com 1, 2 e 3 mg de CdCl2/kg pc numa única injecção. Nos ensaios com PbCl2 e K2CrO4 os animais foram sacrificados 5 e 35 dias após o início da exposição, enquanto que nos ensaios com CdCl2 os animais foram sacrificados após 24 horas e 35 dias. O cloreto de chumbo não alterou a histologia do testículo nem do epidídimo, mas induziu um aumento da percentagem de células em fase S no testículo. O cloreto de chumbo alterou também alguns parâmetros dos espermatozóides, tais como a motilidade, morfologia e integridade do acrossoma. Contudo, não foram observados efeitos na integridade do DNA ou na estrutura da cromatina. O cloreto de cádmio induziu lesões severas e não reversíveis nos testículos que, após 35 dias, reverteram em necrose testicular. O cloreto de cádmio alterou ainda as subpopulações de células testiculares após 24 horas e induziu IMS no testículo após 35 dias. Em consequência das lesões no testículo, a densidade espermática foi severamente afectada após 35 dias. A exposição ao cloreto de cádmio afectou também a morfologia, a motilidade e a integridade acrossómica nos espermatozóides. O cloreto de cádmio induziu ainda fragmentação do DNA nestas células após 35 dias. O cromato de potássio alterou a morfologia dos espermatozóides e a integridade do acrossoma, sobretudo nos animais sacrificados após 35 dias. Verificou-se ainda uma redução da motilidade dos espermatozóides. Não foram detectados efeitos genotóxicos nos espermatozóides, devido à acção do K2CrO4 nas doses testadas. Dos parâmetros avaliados neste trabalho, destacam-se duas novas abordagens, nomeadamente o programa informático Snakes e a análise do conteúdo em DNA de células de testículo, a partir de material incluído em parafina. O Snakes permitiu fazer medições rigorosas do diâmetro dos tubos seminíferos, enquanto que a fixação de amostras de testículo de ratinhos em formol tamponado e inclusão em parafina resultou numa boa preservação do DNA, possibilitando assim a quantificação das subpopulações de células testiculares por citometria de fluxo. Os resultados obtidos para os diferentes parâmetros testados indicam que a motilidade dos espermatozóides e a integridade do acrossoma sejam parâmetros sensíveis à toxicidade de metais. O acrossoma aparenta ser um dos principais alvos da toxicidade dos metais e cuja reacção acrossómica prematura pode reduzir a capacidade do espermatozóide para fertilizar o oócito. Assim, este trabalho representa uma contribuição para uma melhor compreensão dos efeitos do chumbo, cádmio e crómio na fertilidade masculina.

Efeitos da toxicidade por metais pesados em Rhizobium leguminosarum bv. trifolii: diversidade e resposta de população isoladas de uma mina de chumbo

Nas últimas décadas verificou-se um aumento da contaminação dos solos com metais pesados resultante de processos antropogénicos. As descargas de efluentes industriais, a actividade mineira e a aplicação de lamas residuais e de fertilizantes são as principais fontes de metais pesados. Em certas regiões, a acumulação destes elementos nos solos tem atingido níveis preocupantes para o equilíbrio dos ecossistemas. Vários estudos têm demonstrado que os metais influenciam os microrganismos afectando adversamente o seu crescimento, morfologia e actividades bioquímicas resultando num decréscimo da biomassa e diversidade. Entre os microrganismos do solo, as bactérias pertencentes ao género Rhizobium têm um elevado interesse científico, económico e ecológico devido à sua capacidade para fixar azoto. Deste modo, o trabalho desenvolvido ao longo desta tese incidiu sobre o efeito da toxicidade imposta pelos metais nas bactérias fixadoras de azoto, em particular em Rhizobium leguminosarum bv. trifolii e teve como principais objectivos: determinar o efeito dos metais pesados na sobrevivência e na capacidade de fixar azoto dos isolados de rizóbio; avaliar a influência dos metais na diversidade das populações de rizóbio isoladas de solos contaminados; determinar os níveis de tolerância do rizóbio a diferentes metais e analisar a resposta ao stresse oxidativo imposto pelo cádmio. A Mina do Braçal foi o local de estudo escolhido uma vez que os seus solos estão muito contaminados com metais em resultado da extracção de minério durante mais de 100 anos. Foram escolhidos 3 solos com diferentes graus de contaminação, o solo BC com concentrações reduzidas de metais, escolhido por estar numa zona já fora da mina e designado por solo controlo e os solos BD e BA considerados medianamente e muito contaminados, respectivamente. O Pb e o Cd foram os metais predominantes nestes solos, assim como o metalóide As, cujas concentrações ultrapassaram largamente os limites previstos na lei. Sendo as enzimas do solo boas indicadoras da qualidade do mesmo, foi determinada a actividade de algumas como a desidrogenase (DHA) e a catalase (CAT). Ambas as enzimas correlacionaramse negativamente com as concentrações de metais nos solos. A dimensão das populações indígenas de rizóbio nos solos contaminados (BD e BA) foi bastante baixa, 9,1 bactérias g-1 de solo e 7,3 bactérias g-1 de solo, respectivamente, quando em comparação com a população do solo BC (4,24x104 bactérias g-1 de solo). Estes resultados parecem estar relacionados com o elevado conteúdo em metais e com o pH ácido dos solos. A capacidade simbiótica também foi afectada pela presença de metais, uma vez que os isolados originários do solo BD mostraram menor capacidade em fixar azoto do que os isolados do solo controlo. A diversidade das populações de rizóbio foi determinada com recurso à análise dos perfis de plasmídeos, perfis de REP e ERIC-PCR de DNA genómico e perfis de proteínas e lipopolissacarídeos. No conjunto dos 35 isolados analisados foram identificados 11 plasmídeos com pesos moleculares entre 669 kb e 56 kb. Embora a incidência de plasmídeos tenha sido superior nos isolados do solo BC verificou-se maior diversidade plasmídica na população isolada do solo BD. Resultados similares foram obtidos com os perfis de REP e ERIC-PCR e perfis de proteínas, que indicaram maior diversidade nas populações dos solos contaminados (BD e BA), contrariamente ao verificado por outros autores. O grau de tolerância aos metais pesados e ao arsénio dos vários isolados testados dependeu do metal e do local de origem. No geral, os isolados do solo BD mostraram maior tolerância aos metais do que os isolados do solo controlo, o que está de acordo com o esperado uma vez que geralmente as populações dos locais contaminados são mais tolerantes. Contudo, os isolados do local mais contaminado (BA) foram muito tolerantes apenas ao chumbo mostrando-se sensíveis aos restantes metais. A inoculação dos solos BC, BD e BA após irradiação com estirpes seleccionadas de rizóbio permitiu avaliar a sua sobrevivência ao longo de 12 meses em condições mais realistas. Verificou-se que após um decréscimo inicial, os isolados inoculados no solo BC conseguiram recuperar a dimensão das suas populações para números similares aos inicialmente introduzidos, contrariamente ao verificado no solo BD onde o número de rizóbios decresceu ao longo dos 12 meses. As condições adversas do solo BA apenas permitiram a sobrevivência de 4 isolados até aos 3 meses e apenas dois deles conseguiram sobreviver após 12 meses, designadamente C 3-1 e A 17-3. Estes isolados possuem um plasmídeo de 669 kb que poderá estar na base da sobrevivência destas estirpes. Por outro lado, o último isolado é originário do solo contaminado e por isso estará também mais adaptado a sobreviver às elevadas concentrações de Pb existentes no solo BA. Por fim, constatou-se que o cádmio, um dos metais presente em concentrações mais elevadas nos solos em estudo, é um indutor de stresse oxidativo nos isolados de rizóbio menos tolerantes o que foi confirmado pelo aumento de ROS e danos celulares ao nível dos lípidos.

Disposição de lodo de esgoto: acúmulo de metais pesados no solo e em plantas de milho (Zea mays L.)

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Metais pesados do solo após aplicação de biossólido: I - Fracionamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Metais pesados no caranguejo Ucides cordatus (Linnaeus, 1763) e ecotoxicologia de sedimentos do estuario dos Rios Jundiai e Potengi - RN

This study is conducted in the estuary of the rivers Jundiaí and Potengi, one of the most important estuaries of Rio Grande do Norte, which suffers a strong anthropogenic influence from neighboring cities. According to Resolution 344/2005 environments that have high concentrations of metals such as arsenic, cadmium, lead and mercury need ecotoxicological tests. This study aims to evaluate the heavy metals contamination in the estuary through analysis of sediment collected at four points distributed from Macaíba to Natal city, and in the crab Uçá, Ucides cordatus. The study aims also to evaluate the effects of sediment toxicity in the tests organisms Leptocheirus plumulosus. To obtain data about the concentrations of heavy metals in the environment, sediments were collected in January and May 2011 and crab Uçá was collected in June 2011. On the other hand the monitoring was carried out through toxicological tests with sediment collected from July to October 2011. During the collection of sediment samples the physico-chemical parameters of water (dissolved oxygen, pH, chloride, turbidity, conductivity and temperature) were measured by using multi-parametric probe (TROLL 9500). It was possible to identify contamination by metals such as lead, cadmium, arsenic and copper both in the sediment and in the Uçá crab, which characterizes that the consumption of this crustacean may be a risk to human health. Once the concentrations of metals were identified, toxicology tests were performed and revealed toxic effect to organisms in at least one of the four months studied. Point 2 was classified as toxic in three of the four months studied . The heavy metal contamination is a risk to the environment, to aquatic organisms and to the community which survives of resources taken from the environment

Calagem e adubação com vermicomposto de lixo urbano na produção e nos teores de metais pesados em alface

Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação para avaliar o efeito da adição de um vermicomposto oriundo de lixo urbano e da calagem na matéria seca e na concentração de metais pesados na parte aérea de plantas de alface cv. Mesa 659. em um dos ensaios, foi usado um Latossolo Vermelho distroférrico e, em outro, um Argissolo Vermelho-Amarelo eutrófico. O delineamento experimental de cada experimento foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 5 x 5, com quatro repetições, combinando-se calagem para elevar a saturação por bases a 40; 50; 60; 70 e 80%, e o equivalente a 0; 25; 50; 75 e 100 t ha-1 de vermicomposto. Uma única aplicação de vermicomposto de lixo urbano, em doses acima de 50 t ha-1, limitou a produção de alface nos dois tipos de solos. Mesmo estas doses que restringiram a produção da alface, não a tornaram imprópria para consumo humano do ponto de vista da concentração de metais pesados.

Metais pesados, atributos químicos e bioquímicos em latossolos e plantas de milho após aplicação de lodo de esgoto por dezesseis anos consecutivos

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Torta de filtro e turfa na mitigação de solo contaminado por metais pesados e Boro e o uso do girassol como fitoextrator.

A maioria das plantas testadas para remediar áreas contaminadas tem sido para fins alimentares ou florestais. Hoje, o interesse aumentou para culturas energéticas, cuja biomassa poderá ser utilizada para biodiesel, biogás ou calor. Os objetivos deste experimento foram avaliar o potencial remediador de plantas de girassol cultivadas em um Neossolo Litólico contaminado com metais pesados e boro e o efeito da aplicação de compostos orgânicos na fitodisponibilidade de metais e de boro. As doses de compostos orgânicos, torta de filtro e turfa, foram de 0,0, 20; 40 e 80 t ha -1 de C orgânico equivalente em, g por vaso, a: 0,0, 37,4, 74,8 e 112,2 para a torta e 0,0, 60,5, 121,0 e 181,5 para a turfa. Plantas de girassol foram crescidas até o estádio de florescimento. Amostras de solo bem como as da parte aérea (caule e flor) e raízes das plantas de girassol foram submetidas às análises químicas para determinação de macro e micronutrientes e metais pesados. As plantas não apresentaram sintomas de toxidez. A produção de massa seca de todas as partes da planta aumentou com o aumento da adição de matéria orgânica, sendo que a adição de torta de filtro foi o tratamento mais efetivo. A aplicação de matéria orgânica não influenciou a concentração de B e de metais pesados disponíveis no solo, mas os valores estavam altos. Concluiu-se que o girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada estudada, além de ser considerado fitoextrator de B.

Riscos associados à dragagem de materiais sedimentares contaminados por metais pesados. Um caso de estudo em Minas Gerais (Brasil)

Neste trabalho descreve-se uma simulação em laboratório de uma dragagem invasiva, com base nos dados recolhidos no campo, na envolvente de um córrego onde os sedimentos estão contaminados por metais pesados devido à actividade de uma fábrica de produção de zinco situada em Três Marias, Estado de Minas Gerais. Durante o ensaio determinou-se o efeito do remeximento dos sedimentos na coluna de água em termos de contaminação em metais, de forma a compreender as principais limitações associadas à utilização da dragagem como método de remediação.

Uso de compostos orgânicos para remediar solo contaminado por metais pesados e boro.

Até o momento, a maioria das plantas testadas para remediar áreas contaminadas tinha fins alimentares ou florestais. Hoje, o enfoque é para o uso de plantas energéticas, convertendo a biomassa em biodiesel, biogás e calor. Os objetivos deste experimento foram avaliar o desempenho do girassol como remediadora de um NEOSSOLO contaminado com metais pesados e boro e o efeito da aplicação de compostos orgânicos na disponibilidade de metais e de boro para o girassol. A torta de filtro e a turfa foram aplicadas em 4 doses, baseadas no teor de C orgânico de cada material: 0,0, 20; 40 e 80 t ha-1 . Cultivou-se o girassol até o florescimento. Amostra de solo retirada de cada parcela bem como a parte aérea (caule e flor) e as raízes foram submetidas às análises químicas para determinação de macro e micronutrientes e metais pesados. As plantas não apresentaram sintomas de toxidez de B e de metais pesados. 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. Embora, a aplicação de matéria orgânica não tenha influenciado a concentração de B e de metais pesados disponíveis no solo, tanto no solo como na planta, os seus teores estavam elevados.Concluiu-se que o girassol tem potencial para ser cultivado na área contaminada com sucata automobilística e que a turfa e torta de filtro não foram eficientes como mitigadores de metais pesados e B.

Atividade microbiana em solos suplementados com lodos de esgoto contendo altos e baixos teores de metais pesados.

A atividade e a biomassa microbiana foram avaliadas em solo suplementado com diferentes doses e tipos de lodo de esgoto. Solo com fertilização mineral foi usado como controle. O solo suplementado com o lodo de Barueri apresentou maiores conteúdos de metais que o solo que recebeu o lodo de Franca. A biomassa microbiana foi maior no solo tratado com o lodo de Franca. Maiores valores de qCO2 e menores valores da razão Cmic/Corg foram encontrados no solo suplementado com o lodo de Barueri. Tais parâmetros correlacionaram-se, respectivamente, de forma positiva e negativa com os teores de metais no solo sugerindo um efeito estressante destes elementos na microbiota do solo.

Remoção de metais pesados de efluentes sintéticos aquosos por nanofiltração

O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção de metais pesados de efluentes sintéticos aquosos através de nanofiltração, com utilização de membrana de poliamida. A membrana utilizada constituída de poliamida apresentou uma boa permeabilidade hidráulica, constatada pela linearidade de fluxo com a variação de pressão de trabalho. Os metais estudados foram cobre, cádmio, zinco, chumbo e níquel com especiação de nitrato e sulfato. O desempenho do sistema foi verificado pela variação dos parâmetros operacionais (pressão e fluxo), associados também com a variação da salinidade e da concentração do metal. Em uma etapa inicial estudou-se a remoção de metais (nitrato e sulfato) isoladamente em uma mesma concentração molar, na pressão de 10 bar, comparando-se as rejeições com e sem agente complexante (EDTA). Em uma segunda etapa, estudou-se o desempenho da membrana, com misturas dos metais (nitrato) e mistura de metais (sulfato), também com e sem agente complexante, os resultados mostraram que a presença de agente complexante melhorou a rejeição dos metais. Nestas misturas estudaram-se os efeitos das concentrações (0,001; 0,0005 e 0,0001mol/L) e das pressões (5; 7; 10 e 12,5 bar) no sistema de remoção, constatou-se que o aumento da concentração e diminuição da pressão afeta a remoção. Em uma terceira etapa, estudou-se a influência da salinidade pela mistura de dois metais de mesma especiação (sulfato), comparando a remoção na pressão de 10 bar. Os resultados atestaram uma rejeição maior que 94 % para todos metais, na pressão de 10 bar, indicando um excelente desempenho e fluxo adequado, daí viabilidade de processo para todas as concentrações testadas. A pertinência do teste se justifica pela adequação do permeado ao atendimento aos padrões ambientais de concentração de metais e confirmam a eficácia do sistema de nanofiltração na remoção de metais pesados

Estudos de metais pesados e isótopos de Pb nos sedimentos da Baía de Sepetiba baseados em geoquímica e na distribuição pelas possíveis áreas fontes

A Baia de Sepetiba é uma laguna costeira separada do oceano por uma ilha barreira. Localiza-se a 60 km da cidade do Rio de Janeiro, em uma importante região geoeconômica do Brasil. O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição espacial da contaminação dos metais Cu, Pb, V, Cr, Cd, Co, Ni e Zn nos sedimentos da Baia. O mapa das concentrações elaborado pelo método de lixiviação permitiu caracterizar anomalias ao entorno da foz do Rio Guandu, na área da Coroa Grande, do Porto de Itaguaí, da Ilha do Martins, e anomalias ao longo de faixa com direção NW-SE. Os resultados das concentrações totais indicam contaminação por Zn, Cd, próximo a Ilha da Madeira com Pb e Cr associados e Cu e Zn na Restinga de Marambaia, com Ni, Pb e Cr associados. Os resultados dos isótopos de Pb para as razões de 206Pb/207Pb entre 1,23 e 1,27 representam os resíduos industriais e ocorrem em duas áreas: na parte leste da Restinga e entre as Ilhas de Jaguanum e Itacuruçá. A leste/sudeste destas ilhas foi reportada uma razão ainda mais alta (1.30), ainda não identificável na literatura. As correntes marinhas desempenham a redistribuição dos sedimentos e metais associados na Baia, com transporte de oeste para leste da pluma sedimentar descarregada pelos rios. Os principais causadores da poluição da Baia de Sepetiba são uma pilha de rejeito de Zn abandonada, resíduos industriais e domésticos não tratados de forma eficaz, poluentes atmosféricos de siderúrgicas e veículos, e por ventura resíduos de atividades navais e militares.

Uso de materiais lígneo-celulósicos, como fonte de carbono para bactérias redutoras de sulfato, na remoção de metais pesados

Quando as wetlands alcançam a máxima capacidade de tratamento para remover metais pesados, a remoção ainda pode ocorrer por precipitação na forma de sulfetos devido a redução biológica de sulfato. Para alcançar este objetivo, devem ser promovidas condições anaeróbias, uma fonte de sulfato deve existir e uma fonte adequada de carbono/energia deve estar presente. No presente trabalho, a macroalga Sargassum filipendula e bagaço de cana-de-açúcar (materiais lígneo-celulósicos) foram selecionados como fontes de carbono, devido ao seu acentuado conteúdo de compostos orgânicos de degradação lenta e serem resíduos de alta disponibilidade. Experimentos foram simultaneamente conduzidos em operação contínua em duas colunas (0,5 L cada), uma contendo a macroalga e/ou bagaço de cana-de-açúcar e a outra contendo os materiais inoculados com um lodo anaeróbio. Neste trabalho, foi estudada a remoção de cádmio e zinco, devido à presença deles em efluentes de operações de mineração/metalurgia. Os ensaios foram realizados sob três diferentes condições experimentais no que se refere à quantidade de lodo anaeróbio inoculado no reator e o material empregado como fonte de carbono/energia. Os resultados indicaram que o reator inoculado foi capaz de tratar o efluente mais eficientemente que o reator não inoculado, considerando o período dos testes

Extração de metais pesados fitodisponíveis em solos tratados com lodo de esgoto: uso de ácidos orgânicos.

2005