Distribuição dos metais nas poeiras colhidas em Estarreja: estudo da mobilidade e impacto potencial dos metais no ambiente

As poeiras urbanas, vulgarmente designadas na literatura por street dusts ou road dusts, são misturas heterogêneas de partículas minerais do solo e partículas resultantes do tráfego, formando um material com características únicas e específicas de cada local. Estas partículas, geralmente enriquecidas com elementos potencialmente tóxicos, quando inaladas ou ingeridas poderão ser um risco para a saúde das populações. Neste trabalho foram recolhidas 21 amostras de poeiras urbanas na cidade de Estarreja assim como amostras representativas de partículas relacionados com o tráfego (poeiras resultante do desgaste dos travões e das marcações dos pavimentos e estradas) com o objetivo de investigar a contribuição relativa destas partículas no comportamento geoquímico dessas amostras e o risco associado para as populações locais. Para a concretização do objetivo proposto caracterizou-se química e mineralogicamente as amostras de poeiras urbanas e as partículas relacionadas com o tráfego e avaliou-se a disponibilidade e bioacessibilidade para três elementos considerados potencialmente tóxicos (Cu, Pb e Zn) usando uma combinação de ensaios: (a) digestão ácida; (b) extração sequencial para identificar o fracionamento do Cu, Pb e Zn nas diferentes fases-suporte dos metais, e (c) bioaccessibilidade oral in vitro. Os resultados da análise química mostram que as poeiras dos travões apresentam concentrações elevadas em Fe, Cu, Zn, Mn, Ba, Sb, Cr e Ni sendo de referir diferenças composicionais significativas entre as amostras estudadas. A amostra de tinta contém teores elevados de Ba, Ca, Ti e Pb e também pode conter outros elementos tais como Co, Cr, Cu, Mn. Mineralogicamente constata-se que as amostras de poeiras dos travões tem uma composição mineralógica semelhante mostrando que são constituídas por uma elevada percentagem de material de baixa cristalinidade, grafite e óxidos/hidróxidos de Fe amorfos. A amostra de tinta de marcação dos pavimentos das estradas é composta por material mais cristalino do que a poeira dos travões e é essencialmente constituída por carbonatos (maioritariamente dolomite) e também por barite (em menor quantidade). Os resultados obtidos nas amostras de poeiras urbanas indicam a existência de associações de elementos que definem claramente a componente geogénica e/ou antropogénica e apontam para diferenças entre essas associações nas duas frações estudadas (250 m e 63 m). A heterogeneidade das poeiras é revelada pela existência de partículas com origem geogénica (por exemplo quartzo e aluminossilicatos), de partículas com características marcadamente antropogénicas (partículas enriquecidas em Fe, Pb, Zn e Cu) ou ainda de partículas com origem mista (óxidos de Fe e Ti). Os resultados da extração química seletiva sequencial permitiu concluir que, nas amostras em estudo, as fases de troca e ácido-solúveis são as fases suporte mais importantes para o Cu, Pb e Zn Os resultados dos ensaios de bioacessibilidade mostraram também que uma percentagem significativa de Cu, Pb e Zn total está disponível para absorção gástrica. Este estudo destaca também a necessidade de se caracterizar em detalhe as propriedades intrínsecas das partículas antrópicas presentes nas poeiras urbanas, de forma a compreender as variações da fração bioacessível nos diferentes elementos estudados assim como nas diferentes frações.

Síntese e aplicação de sílica mesoporosa modificada com o ligante 4-amino-2-mercaptopirimidina na pré-concentração de Cd (II), Cu(II), Pb(II), Zn(II) e Ni(II) em amostras de águas naturais

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Avaliação do potencial da macrófita Pistia stratiotes na exposição de íon cromo (VI): biossorção e tolerância

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.

Metais, ambiente e vida: Interferência dovanádio nos sistemas vivos e sua contextualização no ensino das ciências experimentais

A actividade aqui descrita teve como objectivo aproximar alunos do ensino secundário a uma abordagem fisiológica e molecular sobre os efeitos dos metais nos seres vivos. Os alunos ficaram familiarizados com abordagens teóricas e experimentais que permitiram avaliar o crescimento celular por observação qualitativa, determinação do conteúdo proteico e da actividade específica fosfatase alcalina (ALP), recorrendo a centrifugação diferencial, leituras de absorvência e tratamento informático dos resultados. Os estudantes concluíram que a presença de metavanadato de amónio inibiu o crescimento da levedura vínica Saccharomyces cerevisiae UE-ME3, causando um decréscimo significativo do conteúdo proteico e da actividade específica ALP, um marcador da proliferação celular. A avaliação de competências adquiridas, bem como, os inquéritos de opinião mostraram que a maior parte dos alunos do 10° e 12° ano da Escola Secundária Dom Manuel Martins de Setúbal, envolvidos nesta acção, atingiram com sucesso e satisfação os objectivos previamente traçados, revelando uma aprendizagem significativa. ABSTRACT: The work described here aimed to bring high school students to a physiological and molecular approach on the effects of metals in living organisms. The students were familiar with theoretical and experimental approaches that allowed them to evaluate cell growth by qualitative observation, protein contents and alkaline phosphatase (ALP) determination, using differential centrifugation, absorbance readings and computational analysis of data. The students concluded that the presence of ammonium metavanadate inhibited the wine-wild yeast Saccharomyces cerevisiae UE-ME3 growth, and cause a significant decrease of protein content and ALP specific activity, a cell proliferation marker. The assessment of acquired skills, as well as opinion surveys showed that the vast majority of students of 10th and 12nd years of High School Dom Manuel Martins of Setúbal, involved in this project have reached with success and satisfaction the goals previously set for this action and reveals a significant learning.

Disponibilidade de metais pesados em Latossolo com aplicação superficial de escória, lama cal, lodos de esgoto e calcário

O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns atributos químicos do solo e a disponibilidade de cádmio (Cd), cromo (Cr), níquel (Ni), mercúrio (Hg), chumbo (Pb) e arsênio (As), por meio da extração pelo DTPA,em conseqüência da aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal e lodos de esgoto centrifugados e de biodigestores, nas doses 0 (testemunha), 2, 4 e 8 Mg ha-1 e um tratamento adicional composto pela calagem superficial na dose 2 Mg ha-1. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso, em condições de campo, em área sob sistema plantio direto, durante 2003 e 2004. A aplicação superficial de escória de aciaria,lama cal, lodo de esgoto centrifugado e de biodigestor, até a dose 8 Mg ha-1, assim como o calcário na dose 2 Mg ha-1, não trazem problemas de disponibilidade ao ambiente, com relação aos metais pesados Cd, Cr, Hg, Pb, Ni e As, quando aplicados sobre a superfície em Latossolo Vermelho distrófico, no sistema plantio direto. A fitodisponibilidade de metais pesados às culturas da soja e aveia-preta foi nula, quando foram aplicadas doses de até 8 Mg ha-1 de lodo de esgoto, escória e lama cal sobre a superfície do solo, no sistema plantio direto

Quantificação de metais em resíduos para valorização energética

Este trabalho tem como objectivo a quantificação de metais (Alumínio, Bário, Cádmio, Chumbo, Cobalto, Cobre, Crómio, Estanho, Níquel, Potássio, Selénio, Sódio, Antimónio, Vanádio, Zinco e Mercúrio), em resíduos com potencial para valorização energética, em particular o refugo da estação de triagem do embalão de Palmela e o rejeitado do TMB da Central de Setúbal. A partir destes resíduos pode produzir-se RDF que é um combustível heterogéneo e de elevado PCI, que é utilizado em diversos países Europeus, como a Alemanha, a Itália e a Holanda como combustível alternativo. Este tipo de combustível tem especial pertinência devido ao Protocolo de Quioto e à Directiva das Energias Renováveis, que sugerem a substituição dos combustíveis fósseis. Assim, indústrias como cimenteiras, produtoras de gesso, termoeléctricas entre outras podem fazer uso destes combustíveis de forma a cumprir alguns dos requisitos exigidos nestes documentos. Neste trabalho estudou-se o comportamento dos resultados dos metais relativamente à distribuição Normal, e sempre que possível, associaram-se intervalos com 95% de confiança para as médias, e fez-se uma comparação final entre os dois resíduos estudados. Seguidamente, fez-se a comparação dos valores das médias e dos máximos obtidos para os metais, com a Norma CEN/TC 343, com as Normas da Secil, EURITS, Alemanha, Finlândia, Itália e Suécia. Verificaram-se incumprimentos em todas as Normas estudadas, para ambos os resíduos, com excepção da Norma CEN/TC 343 e da Norma da Finlândia, segundo as quais estes resíduos podem ser usados na produção de RDF.

GEOQUÍMICA DE METAIS PESADOS EM SEDIMENTOS DO RIO GUAMÁ Ε DOS PRINCIPAIS CANAIS DE DRENAGEM DE BELÉM, PARÁ, BRASIL

As concentrações de Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn e Pb nas diferentes fases do ambiente sedimentar (trocável, orgânica, redutível e residual) são analisadas nos sedimentos de fundo dos canais de drenagem mais importantes de Belém - Quintino, Tamandaré, Reduto e Una - e no rio Guamá. Os resultados mostram que a maioria dos metais associa-se preferencialmente à fase residual no rio Guamá e às fases redutível e residual, no caso dos canais. De um modo geral, os metais Fe, Zn e Pb se associam geralmente à fração redutível, enquanto Cu, Cr, Mn, Co e Ni mostram-se relacionados à fração residual.

Contaminação por metais pesados em peixes e água da bacia do rio Cassiporé, Estado do Amapá, Brasil

A participação dos metais pesados nas reações químicas do metabolismo dos peixes tornou esses elementos um dos principais focos nos estudos de contaminação. O objetivo deste estudo foi determinar as concentrações dos metais Cd, Cr, Cu, Pb, Zn e Hg no tecido muscular de peixes da bacia do rio Cassiporé (Estado do Amapá) e ambiente, visando avaliar os riscos de contaminação. As concentrações de Cd em Plagioscion squamosissimus (1,061 µg g-1) e Pb em Poptella compressa (4,280 µg g-1) apresentaram valores que ultrapassam os limites estabelecidos pela legislação brasileira. As concentrações de Cr em P. compressa (0,937 ± 0,5 µg g-1), Pimelodella cristata (0,463 ± 0,03 µg g-1) e Cyphocharax gouldingi (0,364 ± 0,12 µg g-1), bem como de Hg em P. squamosissimus (0,670 µg g-1), Pseudoplatystoma fasciatum (0,630 µg g-1), Hoplias malabaricus (0,570 µg g-1 e Serrasalmus rhombeus (0,548 µg g-1) foram acima do limite legal. A coluna d'água apresentou altas concentrações de metais pesados em todos os pontos analisados, mostrando uma contaminação dessa bacia. Portanto, essas elevadas concentrações de metais pesados no ambiente e tecido muscular dos peixes indicam um elevado grau de contaminação na bacia do rio Cassiporé e risco a saúde do homem.

Mobilidade de metais pesados em solo tratado com resíduo siderúrgico ácido

Amostras do horizonte Bt de um Podzólico Vermelho-Amarelo (PV), predominante no aterro-piloto de resíduos industriais (ARSI) da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), foram acondicionadas, em 1992, em colunas de vidro com 5,4 cm de diâmetro e 37 cm de altura. Sobre essas amostras de solo foram colocadas amostras de um resíduo ácido da CSN na proporção solo-resíduo de 4:1 (conforme a concepção básica do projeto do ARSI). Tal sistema resíduo-solo foi lixiviado com 50 volumes-poro de água deionizada, com pH 4,5, com o objetivo de avaliar a movimentação de Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd e Pb nas colunas. Depois da lixiviação, removeu-se o resíduo do topo das colunas, e seccionaram-se as amostras de solo em 4 partes iguais. Os metais pesados das amostras do resíduo e do solo foram extraídos seqüencialmente. 0 Pb, Cu e Cr mobilizados do resíduo ficaram retidos nos primeiros 5 cm da coluna de solo. 0 Zn, Mn, Ni e Cd tiveram aumento da concentração em profundidade. Nos efluentes das colunas com o resíduo, foram observadas concentrações de Mn e Ni bem superiores aos padrões permitidos pela Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente (FEEMA, 1985).

Metais pesados em solos de área de rejeitos de indústria de processamento de zinco

Apesar de a poluição do solo ser amplamente constatada, estudos sobre as concentrações e formas dos metais pesados em solos e seus efeitos no ecossistema são ainda pouco enfatizados, principalmente em condições tropicais. O presente estudo foi desenvolvido em área de rejeitos de uma unidade de extração e industrialização de zinco pertencente à Companhia Mineira de Metais-CMM, em Três Marias (MG), com o objetivo de avaliar as quantidades e formas de metais pesados em sete locais representativos da área. Os locais foram selecionados para amostragem, baseando-se em diferenças na forma de contaminação, aspectos de solo, topografia e vegetação. Realizaram-se análises químicas de fracionamento de metais pesados e extrações simples com DTPA e Mehlich-1, buscando determinar os teores e formas dos metais na superfície e em profundidade e fazer inferências sobre o potencial de risco ambiental desses metais. Os teores totais dos metais nas camadas superficiais dos locais estudados foram, em média, de: 13.533 mg kg-1, para Zn; 170 mg kg-1, para Cd; 865 mg kg-1, para Cu, e 612 mg kg-1, para Pb, enquanto os teores trocáveis (MgCl2) nessas mesmas camadas variaram de 231 a 1.407 mg kg-1, para Zn; 14 a 390 mg kg-1, para Cd, e 11 a 33 mg kg-1, para Pb; o Cu raramente ocorreu nesta forma. Os solos dos locais estudados, com teores excessivos de Zn, Cd, Cu e Pb, são considerados poluídos. Em determinados locais contaminados por escoamento (superficial e subsuperficial) e arraste de material de solo e rejeito, a poluição mostrou-se mais evidente nas camadas superficiais. No local da ustulação, verificou-se maior percentagem de Zn trocável em todos os níveis de profundidade. Nos demais locais, o Cd apresentou também grandes concentrações nas formas trocáveis, razão por que tal elemento oferece maior risco de contaminação ambiental. De modo geral, a ocorrência de Zn foi maior nas formas carbonato e residual, enquanto o Cd predominou nas formas trocáveis e o Cu e Pb nas formas residuais. A extração dos metais por Mehlich-1 e DTPA correlacionou-se significativamente com a soma das extrações com MgCl2 e NaOAc do fracionamento, para praticamente todos os elementos analisados. Por essa razão, recomendam-se futuros estudos com aqueles extratores em termos de mensuração de metais potencialmente disponíveis ao ambiente.

Influência de diferentes manejos agrícolas na distribuição de metais pesados no solo e em plantas de tomate

Paty do Alferes (RJ) é um município com tradição agrícola, sendo a olericultura a sua principal atividade econômica. A região apresenta uma topografia e regime de chuvas que favorecem a erosão. A falta de um manejo adequado do solo e o uso excessivo de agroquímicos favorecem os processos de degradação física e química do solo, acarretando sérios impactos ao ambiente. Com o objetivo de avaliar o acúmulo de metais pesados no solo e em plantas de tomate (Lycopersicon esculentum Mill), cultivadas sob diferentes sistemas de preparo do solo, foi realizado um trabalho no município de Paty do Alferes (RJ), entre os meses de agosto e dezembro de 1999. Foram instaladas parcelas do tipo Wischmeier (com coletores de enxurrada e sedimentos), com dimensões de 22,0 x 4,0 m, em um Latossolo Vermelho-Amarelo com 30 % de declividade. Cada tratamento consistiu de um tipo de sistema de preparo do solo: (a) preparo convencional: aração no sentido morro abaixo e queima dos restos vegetais (PC); (b) preparo em curvas de nível: aração com tração animal em nível com faixas de capim-colonião a cada 7,0 m (PN); (c) cultivo mínimo: apenas abertura de covas para plantio e conservação dos restos vegetais (CM). Foram coletadas amostras de solo e plantas de tomate, sendo analisados os teores de metais pesados nas amostras coletadas, a produtividade das plantas e a fertilidade do solo. A produtividade no cultivo mínimo foi significativamente inferior à de outros manejos, apesar de tal sistema favorecer a maior fertilidade do solo. Esse manejo também proporcionou maior acúmulo de metais pesados no solo, principalmente quando comparado ao plantio convencional. Com relação às plantas, a aplicação foliar de defensivos agrícolas favoreceu o maior acúmulo de metais pesados na parte aérea das plantas, e os teores de Cu e Zn estiveram acima dos limites permitidos para metais pesados em plantas. Os frutos produzidos nos três sistemas de preparo do solo apresentaram concentrações de Pb próximas ao limites permitidos para alimentos frescos.

Disponibilidade de metais pesados para milho cultivado em Latossolo sucessivamente tratado com lodos de esgoto

Apesar do potencial para o uso agrícola de lodos de esgoto, seus conteúdos de metais pesados podem se tornar um fator limitante a esse uso. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes fontes e doses de lodo de esgoto, oriundos das Estações de Tratamento de Esgoto de Barueri (LB), que trata esgoto doméstico e industrial, e de Franca (LF), que trata esgoto predominantemente doméstico, ambas localizadas no Estado de São Paulo, sobre os teores de metais pesados em solo e sobre a fitodisponibilidade desses elementos químicos para o milho. O experimento foi realizado entre os anos de 1999 e 2001, no Campo Experimental da Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna (SP), em três cultivos sucessivos de milho, e estudados os seguintes tratamentos, para os dois lodos: testemunha absoluta; adubação mineral (NPK) recomendada para a cultura do milho; dose dos lodos de esgoto para fornecer uma, duas, quatro e oito vezes a dose de N do tratamento NPK. Foram determinados os teores totais (solo, folha e grão de milho) e disponíveis (solo) de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn. O uso de doses crescentes do LB aumentou os teores disponíveis dos metais avaliados em solo, quando se utilizou a solução de DTPA. Os incrementos nos teores totais de metais pesados foram maiores nas parcelas adubadas com o LB. As soluções de Mehlich-1 e DTPA mostraram-se eficientes em predizer a fitodisponibilidade de Zn para o milho, quando as folhas e grãos foram analisados.

Efeito de aplicações de lodos de esgoto sobre os teores de metais pesados em folhas e grãos de milho

O lodo de esgoto é uma fonte importante de nutrientes para as culturas; contudo, os teores de metais pesados em sua constituição podem limitar seu uso em solos agrícolas. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de doses de lodos de esgoto oriundos das Estações de Tratamento de Esgoto de Barueri (LB) e de Franca (LF), SP, sobre os teores de metais pesados em folhas e grãos de milho. O experimento foi realizado no Campo Experimental da Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna (SP), no período de 1999 a 2001. Foram realizados três cultivos sucessivos de milho, com os seguintes tratamentos: testemunha absoluta; adubação mineral (NPK) recomendada para a cultura do milho, lodo de esgoto com base no teor de N para fornecer uma, duas, quatro e oito vezes a dose de N da adubação mineral. Avaliaram-se os teores totais (digestão nítrico-perclórica) de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn em folhas e grãos de milho. A aplicação sucessiva dos lodos de esgoto acarretou aumento nos teores de Mn e Zn em folhas e grãos de milho. Em relação ao tratamento testemunha, a aplicação da dose mais elevada do LB (8LB) promoveu um incremento de até 270 e 625 % e de 35 e 115 % nos teores de Mn e Zn, respectivamente, nas folhas e grãos de milho. As folhas apresentaram maiores teores de metais pesados do que os grãos, o que envolve maior possibilidade de transferência de metais para a cadeia alimentar, caso essa parte da planta seja consumida. Essa elevação nos teores de metais pesados em folhas e grãos de milho, até à terceira aplicação dos lodos, não foi suficiente para atingir os níveis considerados fitotóxicos para o milho, tampouco para inviabilizar o uso dos grãos para o consumo humano.

Comportamento sortivo, individual e competitivo, de metais pesados em Latossolos com mineralogia contrastante

O efeito poluente de elementos-traço no ambiente depende, principalmente, da capacidade dos colóides do solo em sorvê-los e mantê-los retidos com alta energia. Neste trabalho, avaliou-se a adsorção e dessorção de Cd, Cu e Pb em amostras do horizonte A de Latossolo Vermelho e Latossolo Vermelho-Amarelo com textura semelhante e mineralogia contrastante. Para isso, foram construídas isotermas de adsorção desses três metais, individual e simultaneamente, por meio da reação das amostras de solo suspensas em Ca(NO3)2 5 mmol L-1 (pH ajustado para 5,5), com soluções dos metais nas concentrações de 0; 0,01; 0,05; 0,10; 0,15; e 0,75 mmol L-1. Posteriormente, procedeu-se aos ensaios de dessorção dos elementos previamente adsorvidos em solução de Ca(NO3)2 5 mmol L-1. O modelo de isoterma de Langmuir (P < 0,01) se ajustou aos dados obtidos e ambos os solos apresentaram maior capacidade máxima de adsorção para Cu e Pb, comparados ao Cd. A adsorção simultânea reduziu a adsorção dos três metais, sendo as maiores reduções observadas para o Cd. Houve baixa dessorção dos metais adsorvidos, indicando a ocorrência de histerese. O menor poder competitivo de Cd, evidenciado pela redução da sua capacidade máxima de adsorção na presença dos outros metais, torna esse elemento altamente preocupante em solos tropicais mais intemperizados, como os Latossolos.