análise da qualidade de solo contaminado por ametrina, por meio

I CONGRESSO BRASILEIRO DE MICROBIOLOGIA AGROPECUÁRIA,
AGRÍCOLA E AMBIENTAL (CBMAAA)
09 a 12 de maio de 2016 - Centro de Convenções da UNESP,
Câmpus de Jaboticabal, SP
ANÁLISE DA QUALIDADE DE SOLO CONTAMINADO POR
AMETRINA, POR MEIO DA RESPIRAÇÃO MICROBIANA
ANALYSIS OF QUALITY OF CONTAMINATED SOIL BY
AMETRYNE, THROUGH MICROBIAL RESPIRARION
Ana Paula Justiniano Régo (1)
Gabriela Mercuri Quiterio (2)
Guilherme Dilarri (3)
Ederio Dino Bidoia (4)
Cassiana Maria Reganhan Coneglian (5)
Resumo
A ametrina é um herbicida aplicado em culturas de cana de açúcar, bastante utilizado na
região de Piracicaba- SP. É um produto persistente no ambiente e solúvel em água. Dessa
forma, este trabalho teve por objetivo avaliar a qualidade do solo por meio da respiração
microbiana, quantificando a geração de CO2, com respirometros de Bartha & Pramer.
Utilizou-se solo sem histórico de aplicação do herbicida. A concentração de ametrina aplicada
foi de 3,75 g L-1. Também foi adicionado ao solo surfactante Tween 80 e inóculo de Bacillus
subtilis, a fim de avaliar a bioestimulação e a bioaumentação no processo de metabolização
microbiana. Pode-se concluir que o tratamento em que continha ametrina, Tween 80 e B.
subtilis foi o que mais acumulou CO2 após 84 dias de incubação do solo, promovendo a
desintoxicação do solo contaminado com herbicida ametrina.
Palavra- chaves: Ametrina. Atividade microbiana. Desintoxicação. Solo
Abstract
The herbicide is ametryne applied to the sugar cane crop, widely used in the region of
Piracicaba-SP. It is a product persistent in the environment and soluble in water. Thus, this
study aimed to evaluate the quality of the soil through microbial respiration, quantifying the
generation of CO2 over time, with respirometry Bartha and Pramer. Soil was used without
herbicide application history. The applied ametryne concentration it was 3.75 g L-1. Also
added to the soil surfactant Tween 80 and inoculum of Bacillus subtilis. To evaluate
biostimulation and bioaugmentation in the microbial metabolism process. It can be concluded
that the treatment containing ametryne, Tween 80 and B. subtilis accumulated more CO2 after
'
Doutoranda em Microbiologia pela UNESP -Rio Claro, [email protected]
(2)
(3)
Doutoranda em Microbiologia pela UNESP -Rio Claro, [email protected]
Mestrando em Microbiologia pela UNESP -Rio Claro, [email protected]
(4)
Doutor em Ciências pela UFSCAR, Docente na UNESP, [email protected]
(5)
Doutora em Microbiologia, pela UNESP, Docente na UNICAMP, [email protected]
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84 days of soil incubation, promoting the detoxification of contaminated soil with ametryne
herbicide.
Keywords: Ametryne. Microbial activity. Detoxification. Soil
1 Introdução
O herbicida ametrina (Figura 1; Tabela 1) pertence à família das triazinas, bastante
utilizado em cultivos de cana de açúcar. É utilizado no controle de plantas daninhas, inibindo
a fotossíntese e outros processos enzimáticos, resultando em bloqueio do transporte de
elétrons (EPA, 2005).
Figura 1. Estrutura química da ametrina (GAO et al., 2009)
Tabela 1. Caraterísticas físico-químicas do herbicida ametrina (Adaptado de EPA, 2005)
Nome comum
Meia Vida
(Dias)
Ametrina
70-129
Solubilidade
Pressão
de pKa 21ºC
(H2O)
vapor
a 20-25ºC
106 mm Hg
(mol L-1)
a 25ºC
185
2,74
4,1
A ametrina é solúvel em água, sendo um potente contaminante das águas, por meio de
elevado potencial de escoamento, média persistência em solo ocorrendo pequenos
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deslocamentos para as regiões ao seu redor, hidrólise lenta, de baixa a moderada solubilidade
em água e a forte adsorção a matéria orgânica (EPA, 2005).
COSTA, MONTEIRO e TORNISIELO (2000) observaram que a degradação da
ametrina é de origem microbiológica. Assim, há a necessidade da utilização de meios que
favorecem a microbiota autóctone. A adição de materiais orgânicos ao solo promove o
aumento da atividade microbiana, proporcionando a aceleração da degradação de herbicidas
no solo diminuindo sua persistência no ambiente (PRATA e LAVORENTI, 2000).
PRATA et al. (2001) estudaram a degradação e sorção de ametrina em solos com
aplicação de vinhaça, concluindo que a adição de resíduo orgânico contribuiu para melhorar a
atividade microbiana e pH do solo.
Portanto, faz-se necessário o estudo de meios alternativos capazes de contribuírem
para o aumento da atividade microbiana, auxiliando na degradação de compostos orgânicos
nocivos ao ecossistema local.
O surfactante tween 80 é um tensoativo, capaz de alterar as propriedades físicoquímicas de contaminantes hidrofóbicos, como os herbicidas, a fim de melhorar a sua
biodisponilidade à microbiota do solo, facilitando a sua biodegradação (MARIANO et al.,
2007).
Este trabalho teve por objetivo avaliar a atividade microbiana do solo, por meio da
respiração, utilizando o método respirométrico de Barhta & Pramer, em solo contaminado
com herbicida ametrina. A fim de auxiliar a metabolização microbiana, foram utilizados
inóculo de i e surfactante Tween 80.
2 Material e Métodos
2.1 Amostra de solo
Para os ensaios de respiração microbiana, utilizou-se amostras de solo arenoso,
adquirido comercialmente.
2.2 Ametrina
Nos tratamentos com a contaminação do herbicida, utilizou-se a ametrina (N-etil-N(1-metiletil)-6-(metiltio)-1,3,5 triazina 2,4-diamina ) da marca Fluka (Germany), com 98,5%
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de pureza, na forma granular, na concentração 3,75 g L-1 da ametrina, baseado em históricos
de aplicação no campo.
2.3 Inóculo de Bacillus subtilis e quantificação da microbiota
Utilizou-se B. subtilis ATCC 6633, presente na coleção de cultura do Laboratório de
Microbiologia do Departamento de Bioquímica e Microbiologia, IB, Rio Claro.
Para a reativação, utilizou-se caldo nutriente, durante o período de 24 h a 35ºC em
estufa sob agitação 180 rpm. O inóculo foi centrifugado por 5 min a 3000 rpm. Descartou-se o
sobrenadante e o ressuspendeu em caldo Bushnell Hass (BH), a fim de descartar o meio
nutriente e ficar apenas a biomassa bacteriana.
2.4 Quantificação da microbiota
Para a quantificação de bactérias heterotróficas foi utilizado o método de
plaqueamento Pour Plate, com meio de cultura Plate Count Agar (PCA), na temperatura de
35ºC durante 48 horas de incubação, baseado em APHA (2012), expressos em unidades
formadoras de colônia por grama de solo (UFC/g de solo).
2.5 Ensaio de respirometria de Bartha & Pramer
Utilizou-se o método de respirometria a fim de avaliar a atividade microbiana no solo,
por meio da quantificação da respiração microbiana. Para isto, utilizou-se o respirômetro de
Bartha & Pramer (1965), contendo solo com contaminação do herbicida e fez-se a aplicação
de surfactante Tween 80 e adição de inóculo B.subtilis, conforme a norma técnica ABNT
(1999).
O respirometro de Bartha & Pramer é um sistema fechado, constituído por duas
câmaras, onde a primeira adicionou-se o solo contaminado com os respectivos tratamentos,
surfactante e inóculo bacteriano. Na segunda câmara, foi adicionado hidróxido de sódio
(KOH 0,2N) a fim de que o CO2 produzido durante a respiração microbiana fique aprisionado
na base. Ao longo dos tempos, o KOH foi retirado e titulado com solução de ácido sulfúrico
(0,1N), até a viragem da cor, de rosa para branco.
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Por meio da fórmula (1) abaixo foi possível calcular a quantidade de CO2 gerado no
decorrer dos dias, e avaliar a atividade microbiana.
Os reagentes utilizados para a quantificação de CO2 estão de acordo norma ABNT- NBR
14283/ 1999 são eles:
•
•
•
•
•
•
•
Solução de hidróxido de potássio (KOH) 0,2N;
Solução padrão de ácido clorídrico (HCl) 0,1N;
Solução de carbonato de cálcio (Na2CO3) 0,1N;
Solução de cloreto de bário (BaCl2) 1,0N;
Solução indicadora de fenolftaleína;
Solução indicadora de vermelho-de-metila;
Água isenta de CO2.
A Tabela 2 mostra os tratamentos utilizados no ensaio de respirometria.
Tabela 2. Tratamentos utilizados no experimento de respirometria, em solo arenoso, com
adição de ametrina, surfactante Tween 80 e B. subtilis
Tratamentos
Constituintes
1
Solo controle
2
Solo + ametrina + Tween 80
3
Solo + ametrina + Inóculo de B. subtilis
4
Solo + ametrina + Inóculo de B. subtilis + Tween 80
5
Solo + Tween 80
6
Solo + Inóculo de B. subtilis
7
Solo + ametrina
3 Resultados e Discussão
3.1 Ensaios com respirometria de Bartha & Pramer
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A Figura 2 mostra o ensaio de respirometria, resultante da atividade microbiana,
avaliando a geração de CO2 acumulado na presença de ametrina, surfactante Tween 80 e
inóculo de B. subtilis em meio de cultura.
Figura 2. Geração de CO2 acumulado durante o período de 84 dias de incubação, à
temperatura de 28°C.
Na curva do tratamento que continha solo com ametrina mais o B. subtilis e o
surfactante Tween 80 apresentou melhor respiração ao longo dos dias do ensaio
respirométrico, chegando em 198,57 mg de CO2. Isto se deve em parte ao carbono do
surfactante Tween 80 que é muito assimilável aos microrganismos, como também com a
presença do B. subtilis que agiu em forma de bioaumentação no processo da respiração
microbiana. SOUZA, PERES e MORAES (2010), observaram que a presença do surfactante
reduziu a tensão superficial entre o contaminante e a fração solúvel do solo, promovendo a
mobilização da fase orgânica residual.
Já para a curva com o solo mais ametrina e B. subtilis sem o Tween 80, o CO2
acumulado foi um pouco menos devido a não presença do surfactante, totalizando em 175,9
mg CO2. Entretanto, a diferença não foi grande de forma que a respiração foi facilitada pela
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atividade metabólica do B. subtilis. Isto foi observado por Régo et al. (2014), ao adicionar
biofertilizante em forma de aumentação, a atividade microbiana no solo contaminado com
herbicida ametrina foi melhor, favorecendo a comunidade microbiana, visto por meio do
aumento do acúmulo de CO2.
O tratamento com solo e ametrina, acumularam menos CO2 ao longo dos dias. Isso foi
observado por FARRÉ et al. (2002), concluindo que a ametrina é persistente e bioacumula-se
no ambiente.
Após 80 dias de incubação, pode-se observar que ocorreu uma estabilização na
atividade microbiana. Isto foi observado por Alexander (1999), em que a comunidade tende
ao estabelecimento do equilibrio da população, em virtude da resposta dos microrganismos
para a presença de herbicidas no ambiente.
A Figura 3 mostra os resultados obtidos na quantificação de bactérias heterotróficas
após o ensaio de respirometria do solo
Figura 3. Quantificação de bactérias heterotróficas do solo, após o término do ensaio de
respirometria, incubadas a 35ºC.
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O tratamento 6, com solo e inóculo de B. subtilis foi o que obteve maior quantidade de
colônias de bactérias. O T.1 foi o que obteve menor quantidade de bactérias, uma vez que este
só continha solo arenoso pouca quantidade de matéria orgânica.
Solo com ametrina obtiveram menor quantidade de bactérias, em relação aos
tratamentos, com exceção do T.1. A ametrina provavelmente apresentou efeito tóxico para as
bactérias do solo, causando morte na população bacteriana.
O tratamento 5 apresentou aumento na quantidade de bactérias em relação ao solo
controle, uma vez que o surfactante agiu como substrato para a atividade microbiana das
bactérias. O mesmo foi observado por GRIPPA et al. (2010), que utilizaram surfactante como
aditivos para melhorar o crescimento microbiano.
O T.2 não obteve unidades formadoras de colônias para a diluição realizada. Isto se
deve ao potencial tóxico da ametrina para as bactérias do solo. O mesmo ocorreu com o T.7
em que houve menor quantidade de colônias em relação aos demais tratamentos. O T.4, que
continha ametrina, com Tween 80 e inóculo de B. subtilis, resultando em mais de 40 x103
UFC g-1 de solo, sendo o segundo tratamento com maior quantidade de bactérias.
Portanto, a união do surfactante com o inóculo de B. subtilis no solo com ametrina, foi
essencial para a redução do potencial tóxico deste herbicida para as bactérias do solo,
resultando em aumento da quantidade de bactérias heterotróficas do solo.
4 Conclusões
Portanto, a presença de ametrina em solo prejudica a atividade microbiana, reduzindo
a taxa de respiração.
Após a aplicação de surfactante e adição de inóculo de B. subtilis, o acúmulo de CO2
foi maior, favorecendo o metabolismo da microbiota local.
Na avaliação da quantificação da microbiota, ao adicionar biofertilizante houve
aumento no número de colônias.
Sugere-se a aplicação de surfactante juntamente com inóculo de B. subtilis em locais
contaminados com ametrina, reduzindo assim os riscos ambientais futuros.
5 Agradecimentos
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- CAPES.
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