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Título: Fisiologia e ecotoxicologia de espécies vegetais para a determinação do valor de prevenção de cádmio em solos
Título Alternativo: Prevention values of Cd in soils based on the physiological and ecotoxicological parameters of plants
Autor(es): Alvarenga, Ingrid Fernanda Santana
Orientador: Guilherme, Luiz Roberto Guimarães
Membro da banca: Marques, João José Granate de Sá e Melo
Alves, José Donizeti
Área de concentração: Fisiologia Vegetal
Assunto: Elementos traços
Crescimento
Fotossíntese
Fitotoxidez
Trace elements
Growth
Photosynthesis
Phytotoxicity
Data de Defesa: 19-Fev-2014
Data de publicação: 1-Set-2014
Agência de Fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Referência: ALVARENGA, I. F. S. Fisiologia e ecotoxicologia de espécies vegetais para a determinação do valor de prevenção de cádmio em solos. 2014. 180 p. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Fisiologia Vegetal) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.
Resumo: Os elementos-traço, entre eles o Cd, estão presentes naturalmente nos solos em diferentes concentrações, mas estes teores estão sofrendo incremento devido a processos antrópicos. A crescente conscientização sobre a poluição do solo no Brasil levou o Conselho Nacional do Meio Ambiente a desenvolver uma legislação nacional (Diretiva Conama 420/2009) propondo valores de referência para avaliar a qualidade do solo. Estes valores foram definidos como "valor de referência de qualidade", "prevenção" e "investigação". Valores de prevenção visam determinar a adição limite de elementos-traço ao solo para que não comprometam as qualidades de suas funções. Esses valores foram estabelecidos para todo o país, mas cada Estado deveria desenvolver pesquisas, para validar o valor proposto (por exemplo, 1,3 mg Cd kg-1 de solo). Minas Gerais ainda não possui o valor de prevenção para Cd estabelecido. Com base nisso, foram realizados experimentos com plantas, a fim de propor um valor-alvo para Cd em solos brasileiros, utilizando-se uma abordagem fisiológica e ecotoxicológica combinada para a avaliação de risco. O experimento foi realizado utilizando-se dois solos representativos do Estado de Minas Gerais (Latossolo e Cambissolo). Os testes seguiram a normativa OECD-208, com quatro espécies de plantas sensíveis ao metal. As plantas foram expostas a doses de Cd crescente (0,4; 0,72; 1,29; 2,3; 4,1; 13,6; 24,4 mg kg-1) durante 21 dias. Além das variáveis comumente avaliadas neste tipo de estudos, foram medidos também os seguintes parâmetros para a avaliação de risco: germinação, crescimento das plantas, atividade enzimática, concentração de Cd na folha, índice de clorofila, trocas gasosas, fluorescência, além de análises ultraestruturais. Em seguida, calculou-se a concentração efetiva que inibe 50% dos parâmetros avaliados (EC50) e derivado um valor perigoso para 5% dos parâmetros (HC5), que é definido como a concentração que protege 95% dos parâmetros. Os sintomas de toxicidade foram mais severos nas plantas do Latossolo em comparação com o Cambissolo. De posse dos EC50 aceitos, foram obtidos os HC5 (mg Cd kg-1 solo seco) de 2,15 (Latossolo), 10,35 (Cambissolo) e 2,65 (para ambos os solos). Os diferentes HC5 obtidos estão principalmente associados com as propriedades do solo que afetam a fração de Cd disponível. O último valor está de acordo com o valor anterior para Cd em solos brasileiros (3,0 mg Cd kg-1, para São Paulo). Conclui-se sugerindo que a adição de novos parâmetros fisiológicos como variáveis adicionais para avaliar os riscos ecológicos de solos contaminados pode ser relevante para a melhoria da sensibilidade dos ensaios com plantas. Além disso, levando em consideração a heterogeneidade dos solos brasileiros, recomenda-se ter uma gama de valores com base nas diferentes propriedades do solo.
Trace elements, such as Cd, are naturally present in soils at different concentrations. However, these concentrations are increasing due to anthropogenic activities. The increasing consciousness regarding soil pollution in Brazil has led the Brazilian Environmental Councilto develop a national legislation (Directive Conama 420/2009) proposing reference values for assessing soil quality. These values were set as “quality reference value”, “prevention” and “investigation”. The prevention values aim to determine the limit of trace elements additions to the soil so that they do not compromise soil quality and function. These values are an instrument for risk management and have been set countrywide. However, each State should develop appropriate research in order to validate the proposed nationwide value (e.g., 1.3 mg Cd kg-1 soil). Minas Gerais, Brazil still has no Cd prevention value established. Based on this, we performed experiments with plants in order to propose a target value for Cd in Brazilian soils, using a combined physiological and ecotoxicological approach for risk assessment. The experiment was conducted using two representative soils from the State of Minas Gerais (Oxisol and Inceptisol). The tests followed the OECD-208 normative, using four plant species sensitive to the metal. The plants were exposed to increasing doses of Cd (0.4; 0.72; 1.29; 2.3; 4.1; 13.6; 24.4 mg kg-1) during 21 days. In addition to the variables commonly evaluated in these types of studies, we also measured the following parameters for risk assessment: germination, plant growth, enzymatic activity, Cd concentration in the leaf, chlorophyll index, gas exchanges, fluorescence, as well as ultra-structural analyses. Next, we calculated the effective concentration that inhibits 50% of each evaluated parameter (EC50) and derived a hazardous concentration for 5% of the parameters (HC5), which is defined as the concentration expected to protect 95% of the parameters. The toxicity symptoms were more severe in plants cultivated in the Oxisol when compared with the Inceptisol. With the accepted EC50 values, we obtained the HC5 values (mg Cd kg-1 dry soil) of 2.15 (Oxisol), 10.35 (Inceptisol), and 2.65 (for both soils). The different values obtained for HC5 are mainly associated with soil properties affecting the available Cd fraction in the soil. The last value is in accordance with the previous value defined for Cd in Brazilian soils (3.0 mg Cd kg-1, set for São Paulo). We conclude suggesting that the addition of new physiological parameters as additional variables to evaluate ecological risks of contaminated soils may be relevant for improving the sensitivity of trials with plants. In addition, considering the high heterogeneity of Brazilian soils, we recommend a range of values based on different soil properties.
Informações adicionais: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agronomia, área de concentração em Fisiologia Vegetal, para a obtenção do título de Mestre.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/3361
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: DBI - Agronomia/Fisiologia Vegetal - Mestrado (Dissertações)

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