O GRUPO PETQ–UNIOESTE E AS ATIVIDADES DE EXTENSÃO1

BIOACUMULAÇÃO DE NUTRIENTES E METAIS PESADOS
TÓXICOS EM MACRÓFITA AQUÁTICA ENCONTRADA EM UMA
ÁREA SUBMETIDA A CULTIVO DE PEIXES EM TANQUES-REDE
NO RESERVATÓRIO DA USINA DE ITAIPU
Affonso Celso Gonçalves Jr. 1,4 , Nilton garcia marengoni 1,4 , Gilmar Divino
Gomes 2,4 , Guilherme Wolff Bueno 3,4 , Herbert Nacke 3,4 , Claudemir Selzlein 3,4 .
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UP
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U
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1 Professor Dr. do Centro de Ciências Agrárias da Unioeste - Rua Pernambuco, 1777, Marechal Cândido Rondon-PR. [email protected]
P
U
U
2 Acadêmico do Curso de Tecnologia em Gestão da Produção Industrial da FATEC.
P
3 Acadêmico do Centro de Ciências Agrárias da Unioeste.
P
4 Grupo de Estudos em Solos e Meio Ambiente - GESOMA
P
PALAVRAS-CHAVE: Bioindicador de poluição, Eichornia azurea, limnologia,
metais.
T
T
RESUMO
A grande disponibilidade de nutrientes ocasionada pela eutrofização dos
ambientes aquáticos causa o crescimento desordenado de populações de
plantas aquáticas. Em reservatórios de usinas hidrelétricas a superpopulação
de macrófitas aquáticas tem causado sérios prejuízos ambientais,
demonstrando a importância do monitoramento destas plantas. Por outro lado,
a presença de plantas aquáticas é essencial para manutenção,
desenvolvimento e proteção do ambiente aquático. Este trabalho foi realizado
em um dos reservatórios da usina hidrelétrica de Itaipu, com o objetivo de
caracterizar quimicamente, a macrófita aquática Eichornia azurea, visando
monitorar o aporte de poluentes causado pelo cultivo de peixes em tanquesrede realizado na área e pelos efluentes naturais do ambiente. Avaliaram-se as
concentrações de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, cobre, zinco,
ferro, manganês, cádmio, chumbo e cromo no tecido vegetal (massa seca) da
planta. Pelos resultados obtidos na análise da macrófita aquática, considera-se
que o ambiente não apresentou níveis de poluição na época do trabalho,
concluindo-se que o cultivo de peixes em tanques-rede realizado na área não
causou impacto ambiental.
INTRODUÇÃO
A erosão da camada fértil de solos agrícolas e a grande descarga de efluentes
residenciais e industriais têm levado rios e reservatórios a uma condição de
desequilíbrio, caracterizado pela grande disponibilidade de nutrientes na coluna
de água e no sedimento. Além de interferir decisivamente na qualidade da
água, a grande disponibilidade de nutrientes pode levar ao crescimento
desordenado de populações de plantas aquáticas (VELINI et al., 2005).
A ocorrência de plantas aquáticas em reservatórios de hidrelétricas é um
problema de importância crescente no Brasil. Algumas hidrelétricas já têm sua
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eficiência comprometida pela elevada infestação de plantas emersas e imersas
(VELINI et al., 1998).
De acordo com Tanaka (2001), os ambientes aquáticos, de forma geral, são
formados por uma grande biodiversidade vegetal, que em situação
ecologicamente equilibrada, é essencial para a manutenção e o
desenvolvimento desse ecossistema. Nesses ambientes, as plantas aquáticas
são responsáveis pela oxigenação e depuração da água, servem de alimento
para peixes e aves e protegem as margens da ação erosiva da água.
O objetivo deste trabalho foi determinar a constituição química da macrófita
aquática Eichornia azurea encontrada no reservatório da usina hidrelétrica de
ITAIPU, na estação da primavera, a fim de monitorar o aporte de nutrientes e
metais pesados tóxicos na água do reservatório, tanto pelo cultivo de peixes
em tanques-rede quanto pelos efluentes naturais e antrópicos do reservatório.
MATERIAL E METODOS
O trabalho foi conduzido no Refúgio Biológico da Unioeste no município de
Santa Helena-PR, na área de cultivo experimental e demonstrativo com peixes
nativos em tanques-rede instalados no reservatório da usina hidrelétrica de
Itaipu, em uma parceria entre o Grupo de Estudos em Solos e Meio Ambiente
(GESOMA) e o Grupo de Estudos em Manejo em Aqüicultura (GEMAq), ambos
da Unioeste.
As coordenadas geográficas do local são W 54º 21’ 196”, S 24º 51’ 105”, W 54º
21’ 078”, S 24º 51’ 192”, e W 54º 21’224”, S 24º 51’ 143”, pertencentes a bacia
do Paraná III. O experimento foi realizado na primavera do ano de 2006
durante a produção de três espécies nativas de peixes: pacu (Piaractus
mesopotamicus), jundiá (Rhamdia quelen) e curimbatá (Prochilodus lineatus).
Durante os três meses da primavera foram coletadas amostras da macrófita
aquática Eichornia azurea, sendo três repetições a cada coleta. No tecido
vegetal da planta foi mensurado os teores de nitrogênio (N), fósforo (P),
potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), cobre (Cu), zinco (Zn), ferro (Fe),
manganês (Mn), cádmio (Cd), chumbo (Pb) e cromo (Cr). Para determinação
destes elementos a macrófita foi dividida em parte aérea e raiz e submetida a
secagem em estufa de circulação de ar a 65º C por 48 h, sendo posteriormente
moídas finamente.
Na determinação dos teores de N e P as amostras foram submetidas a
digestão sulfúrica, sendo os teores de N obtidos pela destilação Kjeldahl e os
teores de P através de UV-Vis. Já para a obtenção dos teores de K, Ca, Mg,
Cu, Zn, Fe, Mn, Cd, Pb e Cr foi realizada digestão nitro-peróxido (AOAC, 1990)
e posterior determinação analítica em espectrômetro de absorção atômica,
modalidade chama (EAA/chama).
Para análise estatística do trabalho os tratamentos foram os 3 meses de coleta,
com 3 repetições por tratamento. A comparação de médias foi realizada pelo
teste Tukey, no nível de 1% de probabilidade. Foi utilizada ainda a correlação
de Pearson no nível de 1% para avaliar a interação entre as variáveis
avaliadas.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Analisando a Tabela 1 verifica-se que na matéria seca da Eichornia azurea a parte aérea
apresentou maiores concentrações que a raiz para os nutrientes N, P, K, Ca e Mg
(P<0,01). Isto pode ser explicado devido a estes nutrientes serem utilizados durante o
processo de fotossíntese e nas funções metabólicas do vegetal.
Tabela 1 - Concentração de macronutrientes encontradas na parte aérea e raiz
da Eichornia azurea.
Macronutrientes (g kg -1 )
Partes da planta
N
P
K
Ca
Mg
P
Parte aérea
15,55 a
Raiz
10,79 b
P
P
0,44 a
P
P
0,35 a
P
P
11,08 a
P
P
2,34 b
P
P
P
1,52 a
P
P
1,36 a
P
P
14,13 a
P
P
12,78 a
P
P
P
P
Letras iguais em cada coluna não diferem pelo teste Tukey (1%).
Costa et al. (1995) avaliando retenção de nutrientes na espécie Eichornia
cultivada sob alta concentração de nutrientes obtiveram valores de 1,05; 1,57;
1,31 e 0,64 para P, K, Ca e Mg respectivamente. Considerando que a espécie
Eichornia apresenta uma alta capacidade de retenção, fica evidenciado que o
ambiente não possui altas concentrações destes nutrientes, uma vez que não
foram encontrados teores elevados dos mesmos na matéria seca da planta.
Os micronutrientes Cu, Zn, Fe, Mn e metais pesados tóxicos Cd, Pb e Cr estão
apresentados na Tabela 2, a macrófita apresentou maior acumulação de Cu,
Fe e Mn na raiz da planta em relação a parte aérea (P<0,01). Já para os metais
pesados Zn, Pb e Cr os teores encontrados na parte aérea e raiz foram
estatisticamente semelhantes (P<0,01). Não foram detectados níveis
significativos de Cd na parte aérea e raiz, porém isto não significa que este
metal pesado tóxico não esteja presente na matéria seca, podendo estar em
concentrações inferiores ao limite de detecção da metodologia utilizada
(EAA/chama).
Tabela 2 - Concentração de metais pesados encontradas na parte aérea e raiz
da Eichornia azurea.
Metais pesados (mg kg -1 )
P
Partes da planta
Cu
Parte aérea
Zn
P
Fe
Mn
108,20 b 244,22 a 150,00 b
P
P
P
P
P
Cd
136,67
P
b
P
Pb
ND a
P
P
Cr
50,89 a 10,43 a
P
P
P
P
P
Raiz
350,40 a 248,66 a 2282,60 a
P
P
P
P
P
690,44
P
P
a
ND a
P
P
56,00 a 11,77 a
P
P
P
Letras iguais em cada coluna não diferem pelo teste Tukey (1%).
ND – Não detectado pelo método EAA/chama.
Segundo Grant et al (1998) as raízes, geralmente, constituem o principal órgão
da planta envolvido na absorção e portanto, quase sempre, as maiores
concentrações de metais pesados são encontradas nesta parte da planta.
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P
P
Na Tabela 3 estão apresentadas as correlações médias de Pearson entre as
variáveis avaliadas no trabalho. Obteve apenas a correlação positiva
significante (P<0,01) entre o K e o Fe, demonstrando que conforme há maior
disponibilidade de K aumenta-se a retenção de ferro. Para as demais variáveis
(nutrientes e metais pesados) não foi obtida correlação significativa, tanto
positiva quanto negativa, no nível de 1% de probabilidade. Como o Cd não foi
detectado ele não foi considerado na correlação.
Tabela 3 - Valores de correlações de Pearson entre as variáveis avaliadas na Eichornia
azurea.
N
N
P
K
Ca
P
0,8 NS
0,73 NS
0,27 NS
0,40 NS
0,43 NS
0,28 NS
0,75 NS
0,42 NS
Cu
Zn
Fe
Mn
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
0,36 NS
0,15 NS
0,61 NS
0,35 NS
0,01 NS
0,36 NS
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
0,07 NS
P
0,19 NS 0,30 NS
Pb
P
P
P
0,54 NS 0,48 NS
Cr
Ca
Mg
Cu
Zn
Fe
Mn
Pb
P
P
Mg
K
P
P
P
0,56 NS
0,01 NS
0,44 NS
0,62 NS
P
P
P
P
P
P
P
P
0,56 NS
P
-0,99 *
P
P
P
P
0,21 NS
0,46 NS
0,53 NS
0,57 NS
0,33 NS
P
P
P
P
P
P
0,15 NS
P
P
P
P
P
P
P
0,81 NS
0,21 NS
-0,6 NS
0,53 NS
P
P
0,52 NS
0,40 NS
P
P
P
P
0,01 NS 0,38 NS 0,57 NS
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
0,12 NS 0,64 NS 0,84 NS
0,46 NS
0,12 NS 0,24 NS 0,20 NS 0,26 NS
0,26 NS
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
0,04 NS 0,73 NS 0,33 NS 0,50 NS 0,24 NS
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
0,46 N
P
P
S
P
P
NS
P
= não significativo.
= significativo a 1%.
P
*
P
P
CONCLUSÃO
Considerando-se o uso da espécie Eichornia azurea como bioacumuladora de
metais pesados e nutrientes na área de estudo, pode-se concluir que o
ambiente não apresentou níveis de poluição consideráveis na época do
trabalho. Concluindo-se que o cultivo de peixes em tanques-rede realizado na
área e a possível entrada dos efluentes naturais e antrópicos no sistema de
cultivo não poluíram o ambiente.
REFERÊNCIAS
•
•
1. AOAC. Association of official analytical chemistis. Official methods
of analysis, vol.1, 15 ed., 1117p, 1990.
2. COSTA, R.H.R.; SILVA, F.C.M.; OLIVEIRA, P.A.V. Preliminary studies
on the use of lagoons in the treatment of hog waste products. In: 3 rd .
IAWQ
INTERNATIONAL
SPECIALIST
CONFERENCE
AND
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•
•
•
•
WORKSHOP. Waste Stabilization ponds: Technology na Aplications.
(1995: João Pessoa, Pb). João Pessoa, Pb: IAWQ, 1995.
3.
GRANT, C.A.; BUCKLEY, W.T.; BAILEY, L.D.; SELLES, F.
Cadmium accumulation in crops. Canadian Journal of Plant Science,
vol.78, p1-17, 1998.
4. TANAKA, R. H. Eficácia de fluridone para o controle de Egeria
spp. em caixas d'água e em represa de pequeno porte sem fluxo de
água. Botucatu, SP: Unesp, 2001. 51p. Dissertação (Mestrado em
Agronomia/Agricultura) – Universidade Estadual Paulista, 2001.
5. VELINI, E. D. Controle mecânico de plantas daninhas. In:
WORKSHOP SOBRE CONTROLE DE PLANTAS AQUÁTICAS, 1998,
Brasília. Anais... Brasília: IBAMA, 1998. p. 32-35.
6. VELINI, E.D.; NEGRISOLI, E.; CAVENAGHI, A.L.; CORRÊA, M.R.;
BRAVIN, L.F.N.; DE MARCHI, S.R.; TRINDADE, M.L.B.; ARRUDA, D.P.;
PADILHA, F.S. Caracterização da qualidade de água e sedimento na
UHE americana relacionados à ocorrência de plantas aquáticas. Planta
daninha, v. 23, n. 2, p. 215-223, 2005.
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