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AVALIAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DE METAIS PESADOS
NO RIO PARAÍBA DO SUL E RIO IMBÉ POR MEIO DE
PLANTAS DE Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (AGUAPÉ),
SÉSTON E SEDIMENTO
LEONARDO BERNARDO CAMPANELI DA SILVA
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE DARCY
RIBEIRO
CAMPOS DO GOYTACAZES – RJ
JANEIRO DE 2008
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AVALIAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DE METAIS PESADOS
NO RIO PARAÍBA DO SUL E RIO IMBÉ POR MEIO DE
PLANTAS DE Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (AGUAPÉ),
SÉSTON E SEDIMENTO
LEONARDO BERNARDO CAMPANELI DA SILVA
Dissertação de Mestrado
apresentada ao Centro de
Biociências e Biotecnologia da
Universidade Estadual do Norte
Fluminense Darcy Ribeiro como
parte das exigências para
obtenção de título de Mestre em
Ecologia e Recursos Naturais
Orientadora: Angela Pierre Vitória
Co-orientadora: Cristina Maria Magalhães de Souza
CAMPOS DO GOYTACAZES – RJ
JANEIRO DE 2008
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AVALIAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DE METAIS PESADOS
NO RIO PARAÍBA DO SUL E RIO IMBÉ POR MEIO DE
PLANTAS DE Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (AGUAPÉ),
SÉSTON E SEDIMENTO
LEONARDO BERNARDO CAMPANELI DA SILVA
Dissertação de Mestrado
apresentada ao Centro de
Biociências e Biotecnologia da
Universidade Estadual do Norte
Fluminense Darcy Ribeiro como
parte das exigências para
obtenção de título de Mestre em
Ecologia e Recursos Naturais
Aprovada em 14 de janeiro de 2008
Banca examinadora:
____________________________________
Prof. Dr. Arnoldo Rocha Façanha
_____________________________________
Prof. Dr. Carlos Eduardo Veiga de Carvalho
_____________________________________
Prof. Dr. Vicente de Paulo Santos de Oliveira
_____________________________________
Profª. Drª. Cristina Maria Magalhães de Souza
Co-orientadora
____________________________________
Profª. Drª. Angela Pierre Vitória
Orientadora
Dedico este trabalho ao Deus trino:
Pai criador, Filho redentor e Espírito
Santo consolador.
Agradecimentos
Agradeço primeiramente a Deus por me ter permitido concluir esta etapa de
minha vida. Graças, Senhor!
Agradeço aos meus pais pela contribuição generosa em compreensão e
motivação. Agradeço à minha irmã por ser um exemplo de simplicidade e carinho
para mim.
Agradeço à minha Tia Vania pelo apoio incondicional e por revisar a grafia
deste texto.
Agradeço à Nélia Paula Freesz pela amizade incondicional e por ter-me
encaminhado para este Mestrado. Sem você, Freesz, não teria eu chegado aqui.
Agradeço à Luisa Paiva por ter carregado parte do piano comigo de forma
sempre solícita. Agradeço ao Frederico Lage pelo espírito de equipe. Agradeço a
Thiago Ribeiro pela grande cooperação no processamento das amostras.
Agradeço à orientadora Angela Pierre Vitória pela oportunidade que me deu,
pela confiança que depositou em mim, pelo exemplo de pesquisadora, pelo exemplo
de professora e pela amizade honesta.
Agradeço à co-orientadora Cristal pelas lições acadêmicas e pela revisão
acurada.
Agradeço aos técnicos Marcelo, Cristiano, Alcemir, Ana Paula, Gérson,
Vanderlei e Ivanilton pela ajuda na coleta e processamento das amostras.
Agradeço aos irmãos de fé pela força dada nos momentos de exaustão.
Agradeço aos colegas de curso que bem trabalharam em equipe nas
disciplinas que compartilhamos. Especialmente à Tatiana Staniz e à Bruna D’Angelo
que muito me ensinaram sobre limnologia e fitoplâncton.
Agradeço ao Ricardo Antunes de Azevedo (ESALQ – USP) pela colaboração
na execução da tese.
Agradeço à FAPESP, ao CNPq e à UENF por terem financiado esta
dissertação.
Agradeço à banca examinadora por apreciar este documento.
Ó profundidade das riquezas, tanto da
sabedoria como da ciência de Deus! Quão
insondáveis são os seus juízos e inescrutáveis
os seus caminhos! Quem compreendeu a
mente do nosso Senhor? Ou quem foi o seu
conselheiro? Ou quem lhe deu primeiro a ele,
para que lhe seja recompensado? Porque dele,
por ele e para ele são todas as coisas. Glória,
pois, a ele eternamente. Amém.
(Romanos 11:33-36, edição contemporânea).
Lista de abreviaturas e siglas
Al – alumínio
ATP – adenosina 5’ trifosfato
°C – graus Celsius
CEIVAP – Comitê para Integração da Bacia Hidrográfica do rio Paraíba do Sul
CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente
CV – coeficiente de variação
Cr – cromo
CSN – Companhia Siderúrgica Nacional
Cu – cobre
Eh – potencial eletromotivo de reação de redução ou potencial redox do meio
Fe – ferro
g – grama
L – litro
LD – limite de detecção
Ln – logarítimo com base natural (e)
mL – mililitro
Mn – manganês
Mo – molibdênio
MPS – material particulado em suspensão
n – número de amostras
N – nitrogênio
nd – não detectado
Ni – níquel
O – oxigênio
P – fósforo
p<5% – probabilidade de erro do teste estatístico menor que 0,05.
Pb – chumbo
pH – potencial hidrogeniônico
ppm – parte por milhão
ppb – parte por bilhão
RPS – rio Paraíba do Sul
SEMADS – Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável
do Estado do Rio de Janeiro
μg – micrograma
μL – microlitro
ng – nanograma
Zn – zinco
Resumo
Os metais pesados participam da dinâmica de ecossistemas lóticos sendo
potencialmente incorporados basicamente por 3 compartimentos: sedimento fluvial,
coluna d’água e biota. O aguapé é uma macrófita aquática útil como planta modelo
do compartimento biótico por sua característica de bioacumular metais pesados sem
aparentes sintomas de estresse. O ecossistema avaliado neste estudo é o rio
Paraíba do Sul (RPS) que possui vital importância para o sudeste, já que seu leito
assume várias funções para população de sua bacia. Do ponto de vista ecológico,
os rejeitos antrópicos são a forma mais pronunciada de impactar o RPS. Entre os
rejeitos, destacam-se os metais pesados por serem bioacumulativos e não-
decomponíveis. Este trabalho objetivou avaliar a dinâmica de metais pesados (Mn,
Fe, Cu, Zn, Ni, Cr e Pb) em função de suas variações espaciais (três locais de coleta
no RPS e um local no rio Imbé, o qual foi tomado por controle) e temporais (duas
estações do ano em dois anos de coletas). Para isto foi utilizado o aguapé como
planta modelo do compartimento biótico (amostras separadas em quatro partes:
limbo e pecíolo foliares, raízes jovem e adulta) e amostras de sedimento fluvial e
séston (material particulado aderido as raízes de aguapé) como componentes
abióticos do sistema. Além disto, foram medidos parâmetros físico-químicos para
subsidiar a discussão dos dados. Todas as amostras foram submetidas à digestão
química baseada no emprego de ácidos fortes concentrados sob elevada
temperatura e pressão. A concentração dos metais pesados foi obtida pela leitura
dos extratos em espectrofotômetro de emissão atômica acoplado a plasma induzido
(ICP-AES). Entre as quatro partes vegetais, foi observado que as raízes são o
principal local de acúmulo de metais pesados e que não houve diferença estatística
entre as partes da folha analisada (limbo e pecíolo). Como esperado, o rio Imbé
apresentou baixas concentrações da maioria dos metais. Dos quatro locais
amostrados, apenas o Baixo RPS mostrou dinâmica temporal que se repetiu nos
dois anos de amostragem. A região do Médio RPS, em geral, apresentou as maiores
concentrações de metais em plantas, principalmente Cr (82,3 e 106 μg.g
-1
, raiz
jovem e adulta respectivamente) que se equiparou a valores de rios conhecidamente
poluídos por este metal. Estes elevados valores foram relacionados à presença de
indústrias de metalurgia e siderurgia nesta região. A região do Alto RPS mostrou um
descompasso temporal acentuado entre pluviosidade e vazão do RPS. Talvez este
descompasso explique a ausência de dinâmica sazonal para a maioria dos metais
pesados analisados nesta região.
Abstract
Heavy metals take part of the fluvial ecosystem when passing by 3
compartments: fluvial sediment, water column and biota. The water hyacinth is a
profitable aquatic plant because it bioaccumulates heavy metals without manifesting
stress. The ecosystem evaluated in this study is the Paraiba do Sul river (PRS),
which has essential importance for the Brazilian southeastern region due to its
important functions in its hydrographical basin. Ecologically, the human rejects are
the most important kind of pollution in the PRS. Among the human rejects, heavy
metals are detached because they are bioaccumulative and non-decomposable. The
aim of this study was to evaluate the concentration of heavy metals (Mn, Fe, Cu, Zn,
Ni, Cr e Pb) as to their spatial variation (tree sampling points in PRS and one
sampling point in Imbé river, which was a ecosystem with less human interference)
and temporal variations (two seasons in two years). In order to accomplish the
objective, the water hyacinth was taken as a biotic model (the plant was divided in
four parts: limb, petiole, young root and adult root) and sediment and seston (matter
annexed on roots) representing the abiotic compartment. Over there, the physical-
chemistry parameters were measured in order to give subsidy for dynamic
discussion. All the samples were digested with concentrated acids in high
temperature and pressure. The concentration of heavy metals in extracts was
determined by inductively coupled plasma-atomic emission spectroscope (ICP-AES).
Among the four water hyacinth´s parts, it was observed that the roots are the
principal local of heavy metals accumulation and there wasn´t statistic difference
between the parts of the leaves (limb and petiole). Results show that the Imbé river
had low concentration of almost every heavy metal that was analyzed. Only the Low
PRS point of sampling showed temporal dynamic of heavy metals confirming in two
years of sampling. Generally, the region of Medium PRS had the highest
concentration of metals per plant, mainly Cr (82,3 e 106 μg.g
-1
, young and older root
respectively), which was similar to other rivers where there is Cr pollution. This Cr
pollution might be because there are many industries of metallurgy in the Medium
PRS. The region of Upper PRS showed a temporal difference between pluviosity and
river discharge. Perhaps this difference can explain the absence of temporal variation
for almost all heavy metals analyzed in this region.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Aguapé (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) …………………………….....….. 12
Figura 2. Pontos de coleta nas 3 regiões do RPS e rio Imbé …………………………...... 15
Figura 3. Vazão média mensal (m³/s) e pluviometria mensal total para as regiões do Baixo
RPS, Médio RPS e Alto RPS ........................…………………………...........… 99
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Cidade, local, período e materiais coletados ...............................…………….. 19
Tabela 2. Limite de detecção do ICP-AES (todos os valores em μg.g
-1
) ...…..………….. 25
Tabela 3. Exatidão da extração total de metais do presente estudo através da comparação
com as concentrações de metais pesados em amostras certificadas de sedimento
fluvial (SRM 2704) e folha de maçã (SRM 1515) do National Institute of Standarts &
Technology ....................................................................................….………….. 25
Tabela 4. Precisão da metodologia avaliada mediante médias dos coeficientes de variação
............................................................................................................................ 26
Tabela 5. Parâmetros físico-químicos medidos nos rios Paraíba do Sul (Alto, Médio e Baixo
RPS) e rio Imbé ao longo de 2 anos de coleta ao final do período seco
(setembro/outubro) e chuvoso (março).......................…………....................….. 29
Tabela 6. Concentração de Mn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas
diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares, raízes jovens e adultas)
coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do
Sul) ao final de dois períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco
e março no período chuvoso) em 2 anos de coleta....................…………....….. 32
Tabela 7. Concentração média de Mn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: 3 valores do aguapé (parte aérea, sistema
radicular e média da planta) e 2 componentes abióticos (séston e sedimento
superficial) …..…................................................................................................ 34
Tabela 8. Concentração de Fe (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas
diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares, raízes jovens e adultas)
coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do
Sul) ao final de dois períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco
e março no período chuvoso) em 2 anos de coleta ...................……………...... 36
Tabela 9. Concentração média de Fe (μg.g
-1
de matéria seca para amostras do aguapé e %
de matéria seca para séston e sedimento superficial) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: 3 valores do aguapé (parte aérea, sistema
radicular e média da planta) e 2 componentes abióticos (séston e sedimento
superficial) …..…................................................................................................. 38
Tabela 10. Concentração de Cu (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas
diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares, raízes jovens e adultas)
coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do
Sul) ao final de dois períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco
e março no período chuvoso) em 2 anos de coleta ..................... ………....….. 40
Tabela 11. Concentração média de Cu (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: 3 valores do aguapé (parte aérea, sistema
radicular e média da planta) e 2 componentes abióticos (séston e sedimento
superficial) …..…................................................................................................. 42
Tabela 12. Concentração de Zn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas
diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares, raízes jovens e adultas)
coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do
Sul) ao final de dois períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco
e março no período chuvoso) em 2 anos de coleta ...................... …….…...….. 44
Tabela 13. Concentração média de Zn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: 3 valores do aguapé (parte aérea, sistema
radicular e média da planta) e 2 componentes abióticos (séston e sedimento
superficial) …................................................................................................…... 46
Tabela 14. Concentração de Ni (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão seguida do
erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares, raízes jovens
e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio
Paraíba do Sul) ao final de dois períodos do ano (meses de setembro/outubro na
período seco e março no período chuvoso) em 2 anos de coleta ..................... 48
Tabela 15. Concentração média de Ni (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: 3 valores do aguapé (parte aérea, sistema
radicular e média da planta) e 2 componentes abióticos (séston e sedimento
superficial) …................................................................................................…... 50
Tabela 16. Concentração de Cr (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas
diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares, raízes jovens e adultas)
coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do
Sul) ao final de dois períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco
e março no período chuvoso) em 2 anos de coleta ........................................... 52
Tabela 17. Concentração média de Cr (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: 3 valores do aguapé (parte aérea, sistema
radicular e média da planta) e 2 componentes abióticos (séston e sedimento
superficial) …...............................................................................................….... 53
Tabela 18. Concentração de Pb (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas
diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares, raízes jovens e adultas)
coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do
Sul) ao final de dois períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco
e março no período chuvoso) em 2 anos de coleta ............................................ 55
Tabela 19. Concentração média de Pb (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: 3 valores do aguapé (parte aérea, sistema
radicular e média da planta) e 2 componentes abióticos (séston e sedimento
superficial) …...............................................................................................….... 57
Tabela 20. Correlação entre as partes vegetais para Mn, Fe, Cu, Zn, Ni, Cr e Pb. …..... 95
Tabela 21. Correlação entre as partes vegetais, séston e sedimento superficial para Mn, Fe,
Cu, Zn, Ni, Cr e Pb ............................................................................................. 96
Tabela 22. Valor da razão entre raiz adulta e limbo foliar para 2 anos de coleta: primeiro ano
(período seco 2005 e período chuvoso 2006) e segundo ano (período seco 2006 e
chuvoso 2007) .................................................................................................... 97
Tabela 23. Valor da razão entre sistema radicular (raiz) e parte aérea (folha) para amostras
coletadas no ano de 2006 durante o período seco e período chuvoso ............. 97
SUMÁRIO
1 – INTRODUÇÃO ……………………………………………………………………… 1
1.1 – Metais pesados ………………………………………….……………………... 1
1.1.1 – Metais pesados em ecossistemas aquáticos ........................................ 2
1.1.2 – Metais pesados no rio Paraíba do Sul (RPS) ...................................... 3
1.1.3 – Metais pesados essenciais .................................................................. 5
1.1.3.1 – Cobre ........................................................................................... 5
1.1.3.2 – Ferro ............................................................................................ 6
1.1.3.3 – Manganês .................................................................................... 7
1.1.3.4 – Níquel .......................................................................................... 8
1.1.3.5 – Zinco ............................................................................................ 8
1.1.4 – Metais pesados não-essenciais ........................................................... 9
1.1.4.1 – Chumbo ....................................................................................... 9
1.1.4.2 – Cromo ........................................................................................ 10
1.2 – Eichhornia crassipes (Mart.) Solms ........................................................... 11
2 – OBJETIVO …………………......……………………………………..…………… 14
2.1 – Geral ……………................………………………….………..……………... 14
2.2 – Específico ……...................………………………………...………………... 14
3 – MATERIAL E MÉTODOS …………………………………………………......… 15
3.1 – Áreas de Estudo ……….……………………………………………………... 15
3.1.1 – Rio Paraíba do Sul .............................................................................. 16
3.1.2 – Rio Imbé ............................................................................................. 17
3.2 – Coleta do materiais bióticos e abióticos …………………...….……….…... 18
3.3 – Medição dos parâmetros físico-químicos ......................................…....… 19
3.4 – Determinação da concentração de metais pesados em aguapé ..........… 20
3.5 – Determinação da concentração de metais pesados no séston .....…....… 21
3.6 – Determinação da concentração de metais pesados no sedimento .......... 23
3.7 – Cálculo da concentração média de metais na folha, sistema radicular e planta
............................................................................................................................... 23
3.8 – Limite de detecção, exatidão e precisão da metodologia de digestão ..... 25
3.9 – Análise estatística dos dados ................................................................... 26
4 – RESULTADOS ……….................…………………………………………......… 27
4.1 – Parâmetros físico-químicos ……….......………………….…………………. 27
4.2 – Concentração de metais pesados no aguapé, séston e sedimento ......... 28
4.2.1 – Variação espaço-temporal da concentração de Mn em aguapé (dois anos
de amostragem) ............................................................................................. 30
4.2.2 – Variação espaço-temporal da concentração de Mn em aguapé, séston e
sedimento em 2006 ......................................................................................... 31
4.2.3 – Variação espaço-temporal da concentração de Fe em aguapé (dois anos
de amostragem) ........................................................................................ 34
4.2.4 – Variação espaço-temporal da concentração de Fe em aguapé, séston e
sedimento em 2006 ......................................................................................... 35
4.2.5 – Variação espaço-temporal da concentração de Cu em aguapé (dois anos
de amostragem) ............................................................................................. 38
4.2.6 – Variação espaço-temporal da concentração de Cu em aguapé, séston e
sedimento em 2006 ...................................................................................... 39
4.2.7 – Variação espaço-temporal da concentração de Zn em aguapé (dois anos
de amostragem) ............................................................................................. 42
4.2.8 – Variação espaço-temporal da concentração de Zn em aguapé, séston e
sedimento em 2006 ......................................................................................... 43
4.2.9 – Variação espaço-temporal da concentração de Ni em aguapé (dois anos
de amostragem) ............................................................................................. 46
4.2.10 – Variação espaço-temporal da concentração de Ni em aguapé, séston e
sedimento em 2006 ......................................................................................... 47
4.2.11 – Variação espaço-temporal da concentração de Cr em aguapé (dois anos
de amostragem) ............................................................................................. 50
4.2.12 – Variação espaço-temporal da concentração de Cr em aguapé, séston e
sedimento em 2006 ......................................................................................... 51
4.2.13 – Variação espaço-temporal da concentração de Pb em aguapé (dois
anos de amostragem) .................................................................................... 54
4.2.14 – Variação espaço-temporal da concentração de Pb em aguapé, séston e
sedimento em 2006 ......................................................................................... 56
5 – DISCUSSÃO ….......….................…………………………………………......… 58
5.1 – Parâmetros físico-químicos ………......……….........………………………. 58
5.2 – Metais pesados ......................................................................................... 59
5.2.1 – Manganês ........................................................................................... 62
5.2.1.1 – Análise no aguapé ........................................................................ 62
5.2.1.2 – Variação temporal ........................................................................ 62
5.2.1.3 – Variação espacial ......................................................................... 65
5.2.2 – Ferro ................................................................................................... 66
5.2.2.1 – Análise no aguapé ........................................................................ 66
5.2.2.2 – Variação temporal ........................................................................ 66
5.2.2.3 – Variação espacial ......................................................................... 67
5.2.3 – Cobre .................................................................................................. 68
5.2.3.1 – Análise no aguapé ....................................................................... 68
5.2.3.2 – Variação temporal ........................................................................ 69
5.2.3.3 – Variação espacial ......................................................................... 70
5.2.4 – Zinco .................................................................................................. 70
5.2.4.1 – Análise no aguapé ........................................................................ 70
5.2.4.2 – Variação temporal ........................................................................ 71
5.2.4.3 – Variação espacial ......................................................................... 72
5.2.5 – Níquel .................................................................................................. 73
5.2.5.1 – Análise no aguapé ........................................................................ 73
5.2.5.2 – Variação temporal ........................................................................ 74
5.2.5.3 – Variação espacial ......................................................................... 75
5.2.6 – Cromo ................................................................................................ 75
5.2.6.1 – Análise no aguapé ........................................................................ 75
5.2.6.2 – Variação temporal ........................................................................ 76
5.2.6.3 – Variação espacial ......................................................................... 77
5.2.7 – Chumbo .............................................................................................. 78
5.2.7.1 – Análise no aguapé ........................................................................ 78
5.2.7.2 – Variação temporal ........................................................................ 79
5.2.7.3 – Variação espacial ......................................................................... 79
6 – CONCLUSÃO …...….................…………………..………………………......… 81
7 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ….....…............……..………………………......… 83
8 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS …....….................…………………......... 85
APÊNDICES …....….......................…………………...………………………......… 94
ANEXOS …....….........................………….......………………………………......… 98
PROPORÇÕES DESTA DISSERTAÇÃO …........….....………….………......… 100
1
1 – INTRODUÇÃO
O homem, desde o período do Brasil-colônia, tem feito usos múltiplos das
águas do rio Paraíba do Sul (RPS), o qual está situado na região sudeste. Como
resultado das atividades antrópicas, os compartimentos bióticos e abióticos deste
ecossistema têm sofrido impactos de diferentes formas. Entre as formas de impactar
este ecossistema está o despejo de metais pesados, os quais são bioacumulativos e
não-decomponíveis. A biota, como compartimento intrínseco deste ecossistema,
sofre os impactos causados a este corpo hídrico. Os vegetais, como parte do
compartimento biótico, refletem a condição de estresse à qual o ecossistema está
submetido. Plantas acumuladoras de metais pesados são boas amostras biológicas
para determinação dos metais que estão disponíveis na coluna d`água, ou seja, que
podem ser bioacumulados (Weis e Weis, 2004). Dentre as espécies sabidamente
acumuladoras está a espécie Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (aguapé ou jacinto-
d`água) que tem sido largamente utilizada como bioindicadora pela sua
característica hiperacumuladora de metais pesados (Wolverton e McDonald, 1977;
Yahya, 1990; Vesk e Allaway, 1997; Ali e Soltan, 1999; Kelley et al., 2000; Soltan e
Rashed, 2003).
1.1 – Metais pesados
Metal pesado é um termo controvertido que está muito associado a efeitos
ambientais maléficos. Há muitas definições diferentes baseadas em densidade,
massa atômica, número atômico, em outras propriedades dos elementos e seus
compostos, ou ainda baseadas na associação destas características citadas
(Hodson, 2004). Duffus (2002) restringiu esta definição tomando como parâmetro a
densidade do elemento. Este autor traz referências que discutem os valores mínimos
de densidade para a caracterização de um metal como pesado: 3,5 (Falbe, 1996);
4,5 (Streit, 1994); 5,0 (Morris, 1992) e 6,0 g.cm
-3
(Thornton, 1995). Para efeito deste
estudo, foi adotada a caracterização de metal pesado como sendo o elemento
metálico da tabela periódica que possui densidade acima de 6,0 g.cm
-3
(Thornton,
1995) conforme já adotado por estudos prévios desenvolvidos no Laboratório de
2
Ciências Ambientais da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
(Carvalho et al. 1999; Gonçalves, 2003).
1.1.1 – Metais pesados em ecossistemas aquáticos
Os metais em ambientes aquáticos podem ter duas fontes: natural ou
antropogênica. As fontes antropogênicas podem ser pontuais — como esgoto
industrial e doméstico — ou difusas — como deposição atmosférica e defensivos
agrícolas. Entre estas fontes, uma maior atenção deve ser dada a fontes difusas, já
que estas irão afetar a qualidade das águas por muitos anos mesmo após o controle
de fontes pontuais (Suschka et al., 1994).
Na prática, é muito complexa a identificação da origem de materiais
alóctones
1
como naturais ou antropogênicos em ecossistemas aquáticos já que
estes se misturam durante o processo de lixiviação do solo, percolação da água nos
solos, deposição atmosférica e entrada por afluentes (Förstner e Wittmann, 1983).
A concentração de metais pesados em um corpo hídrico é influenciada por
diversos fatores: clima, vegetação, geologia, tipo e uso de solo da bacia de
drenagem, biota, pluviosidade, entre outros. Por exemplo, Salomão, Molisani,
Carvalho e colaboradores, todos em 1999, discutiram que a composição de ferro
(Fe), de alumínio (Al) e manganês (Mn) nos solos do Baixo RPS são maiores que a
média mundial. Contudo, esses valores elevados são ratificados por outros rios
tropicais no mundo. Assim as elevadas concentrações destes elementos são
naturais em virtude de características geoquímicas destes solos, os quais são
enriquecidos por estes metais e sofrem intenso intemperismo. O resultado é a
lixiviação de argilo-minerais com alta composição de Fe, Al e Mn para dentro do
corpo hídrico, como corroborado pelas elevadas concentrações encontradas no
material particulado e sedimento fluvial.
Os metais pesados presentes no material abiótico dos rios podem estar na
forma particulada em suspensão, no sedimento de fundo de rio, na forma coloidal ou
dissolvidos, sendo constantemente redistribuídos entre esses compartimentos
durante o transporte fluvial (Shi et al., 1998). Entre os principais mecanismos de
1
Toda matéria cuja origem é externa ao ambiente no qual ela é encontrada.
3
regulação desta dinâmica estão: a vazão, a produtividade primária, o pH, o Eh, a
temperatura, o oxigênio dissolvido, a alcalinidade, etc.
De uma maneira geral, sob condições oxidantes, a um pH entre levemente
ácido e neutro e com abundância de material particulado em suspensão (MPS), o
metal pesado tende a se associar à fração particulada da coluna d’água (Salomão,
1999; Carvalho et al., 1999).
A toxicidade dos metais pesados dissolvidos para as plantas e para os
animais é dependente da concentração dos metais na forma livre (dissolvidos na
coluna d’água).
No MPS e sedimento, os metais pesados podem estar sob duas formas: na
fase residual e nas fases móveis (forma biodisponível). A fase residual corresponde
aos metais pesados incorporados à estrutura cristalina dos argilo-minerais
(Meguellati et al., 1983). As fases móveis são constituídas de: fase trocável, redutível
e oxidável. A fase trocável está adsorvida aos argilo-minerais (através de ligantes
como a matéria orgânica e/ou óxidos e hidróxidos) como resultado de forças
moleculares relativamente fracas (Förstner e Wittmann, 1981). Ainda nesta fase há a
presença de carbonatos insolúveis que advém da precipitação de metais pesados
decorrentes da mistura de águas alcalinas com águas fluviais, elevando
bruscamente o pH do meio. Os carbonatos são precipitados na zona de mistura,
carreando metais pesados da solução (Deurer et al., 1978). A fase oxidável
caracteriza-se pelos metais pesados associados aos compostos orgânicos como as
substâncias húmicas e fúlvicas e pelos precipitados de sulfetos e sulfatos pouco
solúveis (Lövgren e Sjöberg, 1989). A fase redutível compreende os metais pesados
precipitados na forma de óxidos e hidróxidos ou co-precipitadas a óxidos e
hidróxidos de Fe e Mn (Meguellati et al., 1983).
1.1.2 – Metais pesados no rio Paraíba do Sul (RPS)
As águas do RPS estão enquadradas dentro da definição de águas doces de
classe II segundo resolução CONAMA 357/2005 (concordando com a CEIVAP). Por
esta norma, as águas deste rio podem ser destinadas
ao abastecimento para consumo humano, após tratamento
convencional; à proteção das comunidades aquáticas; à
4
recreação de contato primário, tais como natação, esqui
aquático e mergulho; à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas
e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais
o público possa vir a ter contato direto; e à aqüicultura e à
atividade de pesca.
Segundo o CONAMA, as concentrações permissíveis de metais pesados
para as águas que se enquadrem nesta categoria (águas doces de classe II) são
listadas a seguir: 0,02 mg.L
-1
de Cu total; 0,3 mg.L
-1
de Fe dissolvido; 0,1 mg.L
-1
de
Mn total; 0,025 mg.L
-1
de Ni total; 0,18 mg.L
-1
de Zn total; 0,03 mg.L
-1
de Pb total;
0,05 mg.L
-1
de Cr total.
As concentrações de alguns metais (chumbo (Pb), cobre (Cu), cromo (Cr) e
zinco (Zn)) na porção média do RPS foram consideradas críticas no MPS (Malm,
1986), estando o material dissolvido dentro dos limites permissíveis pelo CONAMA
para águas de classe II. Bizerril e colaboradores (1998) associaram este fato ao
lançamento de dejetos industriais e urbanos no canal fluvial sem tratamento prévio.
Estes lançamentos também ocorreram em afluentes do RPS, como o rio Paraibuna,
conforme descrito por Torres (1992) no MPS.
Estudos desenvolvidos no Baixo RPS, nos anos de 1994, 1995 e 1996
mostraram baixas concentrações de metais pesados (Cr, Cu e Zn) associados ao
MPS e sedimentos quando comparados à porção do Médio RPS e rios poluídos da
Europa e EUA. Este fato foi explicado pelo efeito diluidor causado pelo aporte de
partículas não contaminadas provenientes da bacia de drenagem desta região, além
da sedimentação do MPS enriquecido por metais pesados em represas localizadas
entre essas duas áreas de estudo (Carvalho, 1997; Salomão, 1997; Salomão, 1999;
Molisani, 1999; Carvalho et al., 1999).
No RPS já foram conduzidos diversos estudos sobre concentrações de
metais pesados em alguns de seus compartimentos: MPS (Malm, 1986; Carvalho,
1997; Salomão, 1997; Carvalho et al., 1999; Salomão, 1999; Pereira, 2004; Almeida
et al., 2007), material dissolvido (Salomão, 1999; Gonçalves, 2003; Pereira, 2004),
sedimento (Molisani, 1999; Pereira, 2004) e peixes (Rodrigues, 2003; Couto, 2006).
Contudo, ainda não foram abordados temas relativos às plantas aquáticas ou
terrestres próximas ao RPS. Desta forma, este trabalho é pioneiro em avaliar
5
variações temporais e espaciais de metais pesados através de macrófita aquática no
RPS.
Os metais pesados em ecossistemas hídricos, sob a perspectiva nutricional
dos vegetais, podem ser reunidos em dois grandes grupos: essenciais (por
participarem do metabolismo dos seres vivos) e não-essenciais. Os elementos
essenciais são indispensáveis ao adequado funcionamento do metabolismo dos
seres vivos, afetando os organismos quando assimilados tanto em concentrações
abaixo quanto em concentrações acima do nível vital requerido. Os metais não-
essenciais interferem apenas quando acumulados em nível tóxico. Sob esta ótica,
serão feitas as caracterizações dos elementos a seguir.
1.1.3 – Metais pesados essenciais
O cobre, o Fe, o Mn, o Ni e o Zn são considerados metais pesados por
possuírem densidade acima de 6 g.cm
-3
e micronutrientes por serem necessários ao
funcionamento adequado de organismos vivos em pequenas concentrações.
1.1.3.1 – Cobre
O cobre é utilizado para a produção de materiais condutores de eletricidade
(fios e cabos), e em ligas metálicas como latão e bronze. O sulfato de cobre II
(CuSO
4
) é um composto de Cu de grande importância industrial, sendo empregado
na agricultura, na purificação da
água e como conservante da madeira. Na indústria,
é amplamente utilizado, destacando seu uso na fabricação de fios elétricos,
variedades de aço e em uma série de ligas metálicas (ex.: bronze, latão, etc). Na
maioria de seus compostos, apresenta estado de oxidação +2 , ainda que existam
alguns com estado de oxidação +1 (Koogan e Houaiss, 1996).
O cobre disponível para a biota é encontrado em sistemas aquáticos em
pequenas concentrações. Normalmente, está presente na forma cúprica (Cu
+2
),
ligado a carbonatos, cianetos, aminoácidos e outras substâncias químicas. Em
sedimentos, apresenta-se depositado nas formas de hidróxidos, fosfatos e sulfetos
(Shotyk e Le Rouxy, 2005).
6
O cobre é um micronutriente importante no metabolismo vegetal, pois está
associado com proteínas envolvidas em reações redox. Um exemplo destas
proteínas é a plastocianina, a qual está envolvida em transporte de elétrons durante
as reações fotoquímicas da fotossíntese (Haehnel, 1984). A mesma propriedade de
catalisar reações redox é prejudicial quando o Cu se acumula em níveis tóxicos nas
células vegetais (Li e Trush, 1993 a, b). Elevadas concentrações deste metal em
tecidos foliares causam redução das membranas de tilacóides (Elefteriou e
Karataglis, 1989) provavelmente pela peroxidação de lipídeos (Luna et al., 1994;
Gallego et al., 1996).
1.1.3.2 – Ferro
O ferro é extraído da natureza sob a forma de minério o qual, depois de
passar ao estágio de Fe-gusa através de processos de transformação físicas,
assume a forma de lingotes. Adicionando-se carbono, dá-se origem a várias formas
de aço. É o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre (aproximadamente
5%) e, entre os metais, somente o Al é mais abundante — vale lembrar que o núcleo
de nosso planeta é formado por uma liga de Ni-Fe. O Fe, atualmente, é utilizado
extensivamente na produção de aço, liga metálica para a produção de ferramentas,
máquinas, veículos de transporte (automóveis, navios, etc), como elemento
estrutural de pontes, edifícios, e uma infinidade de outras aplicações. Este elemento
apresenta os estados de oxidação +2 e +3 e é raramente encontrado livre (Koogan e
Houaiss, 1996).
O ferro tem grande afinidade por oxigênio, sendo facilmente oxidado em
solução aquosa. Em águas, ele pode solubilizar-se na forma iônica ou precipitar-se
quando ligado a íons como o fosfato (PO
4
-3
), o sulfeto (S
-2
) e ânions orgânicos
(principalmente os provenientes dos ácidos húmicos e fúlvicos). No sedimento,
interage principalmente com partículas de argilas de carga negativa ficando aderido
à superfície delas (Shotyk e Le Rouxy, 2005).
Nos vegetais, o Fe tem papel importante como componente de enzimas
envolvidas na transferência de elétrons (reação redox), como os citocromos. Nesse
papel, ele é redox sensível (Fe
+2
↔ Fe
+3
) (Chaney et al., 1972). A deficiência de Fe
traz transtornos ao metabolismo vegetal tais como: alterações na morfogênese de
7
pêlos radiculares (Brown, 1978; Marschner et al., 1986), amarelecimento de folhas
(De Kocx, 1955; Taiz e Zeiger, 2004), desorganização ultraestrutural de cloroplastos
(Stocking, 1975), bem como aumento da síntese de ácidos orgânicos (Landsberg,
1986) e compostos fenólicos (Marschner e Romheld, 1994). Danos celulares
causados pelas reações redox do processo Fenton
2
são bem conhecidos quando há
Fe em níveis elevados
(Halliwell e Gutteridge, 1986; Imlay et al., 1988) devido
principalmente à oxidação do oxigênio e à formação de suas espécies reativas livres.
1.1.3.3 – Manganês
O manganês é usado em ligas, principalmente de aço. Este elemento
químico também é usado na produção de pilhas. Suas principais aplicações estão
na metalurgia, na preparação de aços especiais e na química fina para a preparação
de compostos orgânicos. Seus estados de oxidação mais comuns são +2, +3, +4, +6
e +7, ainda que encontrados desde +1 a +7. Os compostos que apresentam Mn com
estado de oxidação +7 são fortes agentes oxidantes (Koogan e Houaiss, 1996).
O manganês, em águas, é proveniente do intemperismo de rochas e
minerais ou de efluentes industriais. Forma óxidos e hidróxidos negativamente
carregados que podem se precipitar quando em associação com cátions que
resultam em sais insolúveis (Shotyk e Le Rouxy, 2005).
O manganês é um micronutriente essencial para diversos seres vivos, sendo
absorvido principalmente na forma Mn
+2
. No metabolismo vegetal, participa
constitutivamente na estabilização de proteínas e manutenção da ultraestrutura e
funcionamento de cloroplasto (Weiland et al., 1975; Simpson e Robinson, 1984;
Popelkova
et al., 2003). Este elemento também é co-fator de enzimas anti-estresse
oxidativo (Bowler et al., 1994; González et al. 1998) e participa dos processos de
transferência de elétrons no centro reacional do fotossistema II (Yamamoto e
Nishimura, 1983; Packman e Barber, 1984). Assim, tanto a deficiência quanto o
2
H.H.J. Fenton observou pela primeira vez em 1876 a propriedade fortemente oxidante de uma
solução de peróxido de hidrogênio (H
2
O
2
) e íons ferroso (Fe
+2
). Fenton observou que utilizando estes
reagentes muitas moléculas orgânicas poderiam ser facilmente oxidadas sem recorrer a elevadas
pressões e temperaturas ou equipamentos complexos (Fenton, 1876 apud Scheunemann, 2005). O
processo Fenton é definido hoje como a geração catalítica de radical hidroxil (
.
OH) a partir da reações
em cadeia entre o Fe
+2
e o H
2
O
2
em meio ácido; gerando gás carbônico (CO
2
), água (H
2
O), e sais
inorgânicos como produto final de sua reação. Como produtos de etapas intermediárias aparecem o
radical hidroperoxil (HO
2
.
), o oxigênio (O
2
) e ânion hidroxila (HO
-
) (Scheunemann, 2005).
8
excesso de Mn causam efeito direto no funcionamento do aparato fotossintético e
propiciam estresse oxidativo pela formação de radicais livres (González et al., 1998).
1.1.3.4 – Níquel
Aproximadamente 65% do Ni consumido são empregados na fabricação de
aço inoxidável austenítico
3
e outros 12% em superligas de Ni. O restante é repartido
na produção de outras ligas metálicas, baterias recarregáveis, reações de catálise,
cunhagens de moedas, revestimentos metálicos e fundição (Koogan e Houaiss,
1996).
O níquel é um dos micronutrientes requerido em menores quantidades no
metabolismo vegetal (cerca de 0,1 μg.g
-1
de massa seca, Brown et al.,1987; Dalton
et al., 1988). Este metal é co-fator da enzima urease (Dixon et al., 1975; Taiz e
Zeiger, 2004), conseqüentemente a deficiência de Ni causa acúmulo de uréia na
planta pela diminuição da atividade ou inativação da urease (Eskew et al., 1983)
com efeitos sobre o metabolismo do nitrogênio. Em geral, o níquel é tolerado pelas
plantas até valores de 48,9 μg.g
-1
. Acima deste valor, ele apresenta seus sintomas
de toxidez como inibição da elongação da raiz e clorose internerval (Gabbrielli et al.,
1990; Brune e Dietz, 1995). O Ni, em plantas hiperacumuladoras, é translocado e
estocado na parte aérea, principalmente no vacúolo de folhas (Brown et al., 1995;
Lasat et al. 1996; Krämer et al., 1997; Persans et al., 2002).
1.1.3.5 - Zinco
A principal aplicação do Zn — cerca de 50% do consumo anual — é na
galvanização do aço ou Fe a fim de protegê-los da corrosão. O Zn é usado como
anodo de sacrifício
4
. Na metalurgia, é empregado em processos denominados
eletrodeposição. Alguns de seus óxidos e cromatos são usados como corantes
(Koogan e Houaiss, 1996).
3
O aço inoxidável austenítico (aço 254) é uma liga metálica que apresenta em sua composição em
massa, além de Fe, 20% de Cr, 18 % de Ni e 6% de Mo. Destacam-se ainda 0,77% de Cu e 0,21%
de N. Os maiores teores de Cr, Ni e Mo conferem a este aço resistência à corrosão bem maior que a
observada em outros aços inoxidáveis comerciais como o 304 e o 316L.
4
O anodo de sacrifício é aquele que se oxida em lugar de outro anodo. Geralmente o anodo de
sacrifício reveste o anodo pelo qual se oxida.
9
O zinco, pela sua característica anfótera
5
, em solução aquosa pode dar
origem tanto a ânions quanto a cátions a depender das condições de oxidação e pH
do meio. Os compostos de Zn são pouco solúveis, ficando adsorvido a partículas em
suspensão e no sedimento de fundo (Shotyk e Le Rouxy, 2005).
No metabolismo vegetal, muitas enzimas requerem o íon Zn
+2
como co-fator
para seu funcionamento adequado, como, por exemplo, a anidrase carbônica
(Randall e Bouma, 1973; Taiz e Zeiger, 2004). A deficiência de Zn é caracterizada
pela redução do conteúdo de grãos de amido em folhas, afetando a morfologia
celular e tecidual (Reed, 1939; Vesk et al., 1966; Woon et al., 1975; Taiz e Zeiger,
2004). Como resultado, as plantas apresentam um hábito de crescimento rosetado.
O excesso de Zn causa distúrbio do metabolismo de açúcares, os quais se
acumulam na parte aérea, (Agarwala et al., 1977; Peterson et al., 1979) e de
moléculas orgânicas compostas por grupos fosfato, como ATP e ácidos fíticos (pela
propriedade reguladora do Zn na absorção de fosfato) (Raboy e Dickinson, 1984).
1.1.4 – Metais pesados não-essenciais
Os metais pesados não-essencias não têm função conhecida no
metabolismo vegetal e suas presenças são maléficas quando suas concentrações
estão acima do nível de tolerância da espécie.
1.1.4.1 – Chumbo
O chumbo é um
metal tóxico, macio, maleável e mau condutor de
eletricidade. Apresenta coloração branco-azulada quando recentemente cortado.
Porém, adquire coloração acinzentada quando exposto ao ar. É usado na
construção civil, em baterias que contêm ácido, em munição, em proteção contra
raios-X, e forma parte de ligas metálicas para a produção de soldas, fusíveis,
revestimentos de cabos elétricos, materiais antifricção, metais de tipografia, etc. O
Pb tem o número atômico (82); o mais elevado entre todos os elementos estáveis.
Apresenta os estados de oxidação +2 e +4 (Koogan e Houaiss, 1996).
5
Elemento químico capaz de formar tanto substâncias com propriedades ácidas como substâncias
com propriedades básicas.
10
Em ambiente aquático, o Pb, na coluna d’água, pode estar no MPS ou no
material dissolvido. Neste último caso, ele está provavelmente associado com
ligantes orgânicos na forma solúvel e/ou coloidal. Os sais de Pb têm pouca
solubilidade ficando na maioria das vezes precipitados no sedimento (Shotyk e Le
Rouxy, 2005).
O chumbo é um elemento não-essencial para os organismos, sendo
acumulado metabolicamente pelo homem, animais, plantas e plâncton. Nos
vegetais, o Pb inibe a fotossíntese, a síntese de ATP (adenosina trifosfato) e de
algumas proteínas estruturais (He et al., 2005; Schell et al., 2006).
1.1.4.2 – Cromo
O cromo é um metal de transição, duro, pouco tenaz, de coloração cinza
semelhante ao aço. É muito resistente à corrosão. Seu maior estado de oxidação é
+6, caracterizando-se como o estado com maior poder redutor. Os estados de
oxidação +4 e +5 são pouco freqüentes, enquanto os estados mais estáveis na
natureza são +3 e +6. Também é possível obterem-se compostos nos quais o Cr
apresenta estados de oxidação mais baixos, porém são bastante raros. O Cr é
empregado principalmente em metalurgia para aumentar a resistência à corrosão e
dar um acabamento brilhante em ligas metálicas. O aço inoxidável, por exemplo,
apresenta aproximadamente 8% de Cr. No curtimento de
couros, é freqüente
empregar o denominado "curtido ao cromo", que consiste em utilizar o hidroxi
sulfato
de Cr III (Cr(OH)(SO
4
)) (Koogan e Houaiss, 1996).
Propriedades de controle da homeostase da glicose para seres humanos
têm sido associadas ao Cr em pequenas concentrações (Lamson e Plaza, 2002). Os
efeitos tóxicos se manifestam gerando principalmente problemas renais em
humanos (Lamson e Plaza, 2002). Em plantas, já foram descritos efeitos
mutagênicos (Qian, 2004), inibição de germinação de sementes e crescimento de
plântulas (Yogeetha et al., 2004) e peroxidação de lipídios associada à formação de
espécies reativas de oxigênio (Pandey et al., 2005).
11
1.2 – Eichhornia crassipes (Mart.) Solms
A espécie vegetal Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, conhecida
popularmente como aguapé ou jacinto d’água, é uma macrófita aquática tropical livre
flutuante nativa da região amazônica. Possui como partes constituintes folhas de
limbo liso e pecíolo rico em aerênquima; um caule achatado (rizoma) do qual partem
as folhas em touceira e um segundo tipo de caule em estolão que é responsável
pelo crescimento vegetativo da espécie; raízes fasciculadas de cor algumas vezes
arroxeada e com zona pilífera bem pronunciada. Suas folhas constituem a parte
aérea que não entra diretamente em contato com a coluna d’água, enquanto suas
raízes estão totalmente imersas e livres — não sésseis (Figura 1).
O aguapé pode ser classificado como: Reino Plantae, Divisão
Spermatophyta, Classe Monocotiledonea, Ordem Commelinales, Família
Pontederiaceae, Gênero Eichhornia, Espécie Eichhornia crassipes (Mart.) Solms
(Souza e Lorenzi, 2005).
O aguapé tem sido utilizado para diversas finalidades pelo homem: produção
de biomassa para alimentação de animais, produção de fibras, ornamentação,
detoxificação de corpos hídricos, entre outras. De todas as suas aplicações, a que
mais chama atenção é esta última citada, principalmente pela capacidade de
assimilar grande quantidade de nutrientes e hiperacumular metais pesados, o que é
aplicado na remoção destes elementos em resíduos de atividades antrópicas (Chua,
1998; Soltan e Rashed, 2003; Lu et al., 2004; Jayaweera et al., 2007). A
hiperacumulação é discutida na literatura, para plantas superiores em geral, como
sendo uma estratégia que foi naturalmente selecionada para proteção de vegetais
contra herbivoria e ataque de patógenos (Boyd e Martens, 1994; Boyd et al., 1994;
Pollard e Baker, 1997). Esta característica é muito interessante do ponto de vista
econômico por ser eficiente e de baixo custo para manejo. Ecologicamente, a
bioacumulação contribui para o esclarecimento sobre a qualidade ambiental por
concentrar, em níveis passíveis de detecção, espécies químicas que estão muito
diluídas ou pouco disponíveis no meio.
12
Figura 1. Aguapé (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms). (A)
Estrutura: 1 – Flor, 2 – Limbo, 3 – Pecíolo, 4 – Rizoma, 5 –
Raiz e 6 – Estolão. Desenho de Paula A.S.S. Nunes,
Adaptado de Cook et al. (1974); (B) Flor de aguapé (C)
Plantas de aguapé.
Para suportar a presença de metais pesados em seus tecidos em
concentrações superiores às da maioria da plantas já estudadas, o aguapé utiliza
várias estratégias entre as quais é possível destacar: compartimentalização no
sistema radicular (no qual o dano bioenergético é menor) (Vesk et al., 1999);
associação dos metais com íons de oxalato com armazenamento no vacúolo celular
(Mazen e Marghraby, 1997/98); conversão de íons metálicos em espécies químicas
menos tóxica, como a conversão do Cr
+6
em Cr
+3
(Lytle et al., 1998) e quelação dos
íons metálicos por fitoquelatinas (Zenk, 1996; Hirata et al., 2005, Inouhe, 2005).
C
A B
C
13
A diferença na concentração de metais entre raiz e folha é um dado
importante no entendimento sobre concentração de metais no meio (Vesk e Alloway,
1997; Mazen e Maghraby, 1997/1998; Lytle et al., 1998; Soltan e Rashed, 2003;
Odjegda e Fasidi, 2007). Isto se deve ao fato de as raízes serem o principal local de
retenção de metais no aguapé. Um dos parâmetros utilizados que indica se a planta
está suportando as concentrações de metais às quais está exposta é a razão entre
as concentrações na raiz e folha. Quando as concentrações na raiz e folha são
elevadas e a razão entre elas é igual ou menor que 1, seguramente a planta não
está mais conseguindo reter metal na raiz; por isto transporta-o ativamente para a
parte aérea (Soltan e Rashed, 2003).
Como já mencionado anteriormente, há vários trabalhos no RPS que avaliam
a dinâmica de metais pesados em componentes do sistema como: material
particulado, material dissolvido, sedimento e peixes. Contudo, poucos são os
estudos que avaliam simultaneamente componentes bióticos e abióticos deste
ecossistema. Também é notória a carência de estudos sobre metais pesados em
macrófitas neste ambiente lótico. Assim, destacamos a relevância desta dissertação
por, além de utilizar o aguapé (uma macrófita) como representante da biota, avaliar
concomitantemente a concentração de metais pesados em dois componentes
abióticos: material particulado agregado às raízes do aguapé (séston) e sedimento
superficial.
14
2 – OBJETIVO
2.1 – Geral
Avaliar a variação espaço-temporal de metais pesados no RPS (três pontos
de coleta) e no rio Imbé (um ponto de coleta) utilizando três componentes destes
ecossistemas: plantas de aguapé (representando o compartimento vegetal), séston
(representando a coluna d’água) e sedimento superficial. A partir dos dados obtidos,
inferir — por meio de comparações entre os resultados — sobre o(s) local(is) de
maior(es) concentração(ões) de metais pesados no ecossistema do RPS.
2.2 – Específico
1- Determinar no Baixo, Médio e Alto RPS e no rio Imbé ao final dos
períodos seco e chuvoso:
9 Concentração de Mn, Fe, Cu, Zn, Ni, Cr e Pb, no limbo foliar, pecíolo
foliar, raiz jovem (menor que 10 cm) e raiz adulta (maior que 10 cm)
de plantas de aguapé, em dois anos de coleta, visando avaliar a
distribuição de metais pesados na planta;
9 Concentração de Mn, Fe, Cu, Zn, Ni, Cr e Pb, na parte aérea, sistema
radicular, média da planta, séston e sedimento fluvial em um ano de
coleta (2006), visando avaliar a interação entre os componentes
bióticos e abióticos dos ecossistemas lóticos.
2- Caracterizar o Baixo, Médio e Alto RPS e rio Imbé, ao final dos períodos
seco e chuvoso, por meio da medição dos parâmetros físico-químicos a fim de
subsidiar a discussão sobre variações de concentração de metais pesados. Para isto
serão medidos:
9 No campo: oxigênio dissolvido na água, temperaturas da água e do
ar, pH e condutividade.
9 No laboratório: alcalinidade e concentração de MPS na coluna d’água.
15
3 – MATERIAL E MÉTODOS
3.1 – Áreas de estudo
Ao longo da extensão do RPS, foram feitas coletas em três pontos (Baixo,
Médio e Alto RPS) e um ponto no rio Imbé. Estes rios diferem quanto ao grau de
influência do homem, sendo o rio Imbé menos sujeito a rejeitos antropogênicos
(Figura 2).
Figura 2. Pontos de coleta nas três regiões do RPS e rio Imbé: 1- rio
Imbé (município de Campos dos Goytacazes); 2- Jusante da cidade
de Campos dos Goytacazes (Baixo RPS, RJ); 3- Jusante da cidade
de Volta Redonda (Médio RPS, RJ); 4- Montante da cidade de São
José dos Campos (Alto RPS, SP). Escala: 1 cm
≅ 48 Km.
O primeiro ponto de coleta mostrado no mapa foi no rio Imbé próximo ao
local de encontro com a Lagoa de Cima. Neste local, o rio tem profundidade de
cerca de 3,00 m no período chuvoso e 1,00 m no período seco. A distância entre as
margens era de cerca de 5 m, com pouca vegetação ciliar e pastagens ao redor do
rio. O leito do rio neste local é predominantemente composto pela fração maior que 1
mm (areia). Este local foi escolhido por ser o final do rio o qual reflete, pelo menos
em parte, o que ocorre nas porções a montante deste ponto.
N
16
O segundo ponto de coleta mostrado no mapa foi na cidade de Campos dos
Goytacazes (RJ), à margem do bairro residencial Lapa e abaixo da ponte Saturnino
Braga. Neste local, o rio tem largura de cerca de 100 m e profundidade de até 10,0
m na vazão máxima. As margens do rio neste ponto são antropizadas e o sedimento
fluvial é predominantemente argiloso. Este local foi escolhido por estar próximo ao
final da cidade de Campos do Goytacazes (último grande centro urbano às margens
do rio) e por refletir as influências antrópicas e naturais do Baixo RPS já que a partir
deste local não há mais entrada de afluentes no RPS.
O terceiro ponto de coleta mostrado no mapa foi na cidade de Volta
Redonda (RJ), à margem do bairro residencial Volta Grande 3. Neste local, a
margem direita do rio está sendo recuperada com replantio de mata ciliar, mas a
margem esquerda está quase toda tomada por habitações irregulares. Neste ponto
de amostragem, o rio tem largura de cerca de 60 m e profundidade de até 5,00 m na
vazão máxima. O sedimento fluvial é predominantemente silto-argiloso. Este sítio de
coleta foi escolhido por estar logo após o último ponto de despejo do parque
siderúrgico localizado nesta cidade.
O quarto ponto de coleta mostrado no mapa foi na cidade de São José dos
Campos (SP), numa vila de pescadores fora do perímetro urbano (o RPS passa por
fora da cidade de São José dos Campos), estando o bairro residencial Urbanova I (o
mais próximo) a uma distância de cerca de 1 Km. Neste local, a margem direita e
esquerda do rio apresentam vegetação ciliar, embora a margem esquerda esteja
mais perturbada pelo homem principalmente pela presença de habitações
irregulares. Neste ponto de amostragem, o rio tem largura de cerca de 30 m e
profundidade de até 5,40 metros na vazão máxima. O sedimento fluvial é
predominantemente silto-argiloso. Este sítio de coleta foi escolhido pela facilidade de
acesso e por estar na divisa entre as regiões do Alto e Médio RPS. Assim, as
amostras deste local refletem as influências antrópicas e naturais do Alto RPS, mas
não as influências do Médio RPS.
3.1.1 – Rio Paraíba do Sul
O mais extenso dos formadores do RPS, cuja extensão total é de 1.144 km,
é o rio Paraitinga com comprimento de ordem de 200 km. A nascente do RPS está
situada no município de Areias (SP), e ele é assim denominado a partir do ponto em
17
que ocorre a fusão do rio Paraitinga com o rio Paraibuna paulista. O RPS flui no
início do seu percurso em direção a sudoeste até encontrar a Serra de Itapebi, em
Guararema (SP), onde sofre uma brusca deflexão de quase 180°, invertendo seu
curso para nordeste. Adentra no estado do RJ e, na altura de São Fidélis, muda seu
curso rumo leste e alcança o litoral fluminense em forma de delta, no município de
São João da Barra.
A bacia do RPS ocupa uma área de aproximadamente 55.500 km²,
estendendo-se pelos estados de SP (13.900 km²), RJ (20.900 km²) e MG (20.700
km²), abrangendo 180 municípios. A área da bacia corresponde a cerca de 0,7% da
área do país e, aproximadamente, 6% da região sudeste do Brasil. Em SP, a bacia
abrange 5% da área total do estado; no RJ, 63% e, em MG, apenas 4% (CEIVAP,
2001).
Segundo a CEIVAP, o RPS é dividido, quanto à morfologia do seu leito, em
três trechos:
1- Alto RPS (Porção superior): possui 7363 km² e corresponde à área
drenada da nascente à cidade de Jacareí (SP);
2- Médio RPS (Porção Média): possui 27570 km² e corresponde à região
entre São José dos Campos (SP) e a cidade de Itaocara (RJ);
3- Baixo RPS (Porção Inferior): possui 22402 km² e se inicia após as
encostas da serra, em Itaocara (RJ), terminando no município de São João da Barra
(RJ), onde encontra o oceano Atlântico.
3.1.2 – Rio Imbé
O rio Imbé nasce na serra que possui o mesmo nome no município de Santa
Maria Madalena (RJ), desenvolvendo um percurso total de 70 km até sua
desembocadura na Lagoa de Cima a qual está situada no município de Campos dos
Goytacazes (RJ). Confluem ao rio Imbé, pela margem esquerda, o Valão Sossego, o
Segundo do Norte, o Mocotó e o Opinião e, pela margem direita, o rio Santo Antônio
e o rio do Mundo (SEMADS, 2001).
O rio Urubu nasce na Serra do Quimbira tendo seu curso cerca de 40 km de
extensão. Juntos, rio Imbé e rio Urubu drenam uma área de 986 km² alimentando a
18
Lagoa de Cima. Por meio do canal Ururaí, a Lagoa de Cima escoa suas águas para
a Lagoa Feia. O complexo hídrico rio Imbé-Lagoa de Cima-rio Ururaí compõe a
bacia hidrográfica da Lagoa Feia (SEMADS, 2001).
A região drenada pelo rio Imbé fica dentro do município de Santa Maria
Madalena (cerca de 10.500 habitantes) e dentro de uma porção rural (pouco
habitada) do município de Campos dos Goytacazes, resultando em aporte reduzido
de dejetos antropogênicos às águas deste rio e de seus afluentes.
3.2 – Coleta dos materiais bióticos e abióticos
Para a execução deste trabalho foram utilizadas plantas de Eichhornia
crassipes (Mart.) Solms (aguapé), séston (material particulado agregado à superfície
das raízes do aguapé) e sedimento superficial. Todos os materiais foram coletadas
em três pontos ao longo do RPS e em um ponto no rio Imbé sempre em regiões de
remanso, onde os indivíduos de aguapé ficam retidos. Esta retenção viabiliza
interações entre a população local de aguapé e os ambientes de coleta, permitindo
um retrato real do sítio de amostragem. As plantas, no campo, foram selecionadas
de modo a levar para análises laboratoriais indivíduos com a maioria das folhas
fotossinteticamente ativas, cujos órgãos estivessem em bom estado de preservação.
Assim evitaram-se os indivíduos com danos físicos aparentes os quais se
manifestaram principalmente por mudança visual de coloração dos órgãos vegetais
e ausência de partes do vegetal. Em média foram coletados em cada ponto 15
indivíduos para triagem em laboratório.
Nos mesmos locais onde as moitas de aguapé foram coletadas, o sedimento
superficial (até 10 cm de profundidade) foi amostrado com auxílio de busca-fundo
(em cada local de coleta foi feita uma amostragem composta) e acondicionados em
sacos plásticos devidamente identificados e armazenados em gelo (4,0 °C) durante
o transporte até o laboratório. No laboratório, o sedimento foi armazenado em
geladeira (4,0 °C) até o momento do processamento do material.
O séston foi obtido em laboratório a partir da sedimentação da água de
quatro lavagens (cerca de 10 L) da rizosfera do aguapé.
19
Os materiais foram coletados sempre ao final de cada período (seco e
chuvoso), conforme relacionados na Tabela 1:
Tabela 1- Cidade, local, período e materiais coletados.
Cidade e coordenada (geográfica) Local Data Período do ano Material(is)
03/10/05 seco aguapé
20/03/06 chuvoso aguapé, séston e sedimento
04/10/06 seco aguapé, séston e sedimento
São José dos Campos (SP)
S: 23° 11’ 29”
W: 045° 55’ 49”
Alto RPS
27/03/07 chuvoso aguapé
05/10/05 seco aguapé
21/03/06 chuvoso aguapé, séston e sedimento
05/10/06 seco aguapé, séston e sedimento
Volta Redonda (RJ)
S: 22° 28’ 94”
W: 044° 04’ 70”
Médio RPS
28/03/07 chuvoso aguapé
26/09/05 seco aguapé
29/03/06 chuvoso aguapé, séston e sedimento
27/09/06 seco aguapé, séston e sedimento
Campos dos Goytacazes (RJ)
S: 21°45’ 28”
W: 041° 19’ 35”
Baixo RPS
22/03/07 chuvoso aguapé
28/09/05 seco aguapé
27/03/06 chuvoso aguapé, séston e sedimento
25/09/06 seco aguapé, séston e sedimento
Campos dos Goytacazes (RJ)
S: 21°47’ 75”
W: 041° 33’ 30”
Rio Imbé
20/03/07 chuvoso aguapé
3.3 – Medição dos parâmetros físico-químicos
Os parâmetros físico-químicos foram mensurados nos quatro pontos de
coleta em quatro ocasiões englobando os períodos seco e chuvoso, como descrito
na Tabela 1.
Os parâmetros físico-químicos determinados diretamente no campo foram:
pH (potenciômetro portátil com eletrodo de Ag/AgCl, marca Digimed modelo DM –
PV); condutividade elétrica (condutivímetro portátil com eletrodo, marca WTW
modelo LF 96) temperatura e oxigênio dissolvido (oxímetro portátil com eletrodo,
marca Horiba modelo OM – 14).
Os parâmetros determinados em laboratório foram concentração de MPS e
alcalinidade. Ambos foram obtidos a partir de 2 L de água de cada local de coleta.
As águas dos pontos de amostragem foram trazidas ao laboratório em garrafas de
polientileno e acondicionadas em gelo (4,0 °C) durante o transporte. As medidas de
concentração de MPS foram realizadas da seguinte forma: filtros de acetato de
celulose (0,45 μm de diâmetro de poro) foram colocados em estufa (40 °C) por 12
horas para completa secagem. Decorrido esse tempo, o filtro foi pesado e submetido
20
a filtração de 275 mL de água coletada nos diferentes pontos dos rios. Em seguida,
o filtro foi novamente para a estufa (40 °C) por mais 12 horas; após este período, o
filtro foi novamente pesado. A concentração de MPS foi obtida por gravimetria,
dividindo a massa de MPS do filtro pelo volume filtrado (Warren e Zimmerman,
1994).
A alcalinidade foi determinada por titulação com HCl 0,01 mol.L
-1
em titulador
automático (marca Tritrator modelo Mettlers DL21).
3.4 – Determinação da concentração de metais pesados em aguapé
Plantas de aguapé coletadas nos diferentes pontos de amostragem foram
trazidas para o laboratório e suas raízes foram lavadas quatro vezes em água
destilada. A água da lavagem foi reservada para quantificação de metais pesados no
séston (partículas agregadas às raízes da planta). As plantas foram separadas em
quatro partes para determinação de metais pesados: limbo foliar, pecíolo foliar, raiz
jovem (menor que 10 cm, pouca pigmentação e origem caulinar) e raiz adulta (maior
que 10 cm, intensa pigmentação e origem na radícula do embrião). Após esta
separação, as amostras vegetais foram congeladas em nitrogênio líquido e
liofilizadas.
O procedimento seguinte à liofilização foi a moagem das amostras: as
amostras foliares (limbo e pecíolo) foram moídas em moinho de faca enquanto as
raízes foram moídas em moinho de bola (para evitar ao máximo a perda de material
vegetal). A partir das etapas de desidratação e moagem, os órgãos vegetais
sofreram digestão ácida conforme esquematizado abaixo (Klumpp et al., 2002 com
modificações).
9 1º passo: O material foi pesado (0,5000 g) em triplicata e colocados em
bomba de Teflon;
9 2º passo: As bombas de Teflon contendo o material foram levadas à
capela para a adição de 10,0 mL de ácido fluorídrico (HF 48%) e 10,0 mL de
ácido nítrico (HNO
3
65%);
21
9 3º passo: As bombas de Teflon foram colocadas em bloco digestor para
aquecimento por 12 horas a 150 °C;
9 4º passo: Após o resfriamento total, as bombas foram destampadas e
colocadas novamente no bloco digestor a 150 °C para evaporação dos
ácidos de modo a deixar cerca de 1,0 mL de amostra;
9 5º passo: Após o resfriamento total, as paredes das bombas foram
lavadas com 10,0 mL de HNO
3
a 0,5 mol.L
-1
e as bombas aquecidas a 80 °C
por 30 min;
9 6º passo: As amostras (a temperatura ambiente) foram filtradas em
papel de filtro analítico (filtro quantitativo Framex faixa branca) de modo a
retirar substâncias que possam interferir na determinação de metais
pesados, principalmente a sílica amorfa;
9 7º passo: As amostras já filtradas foram aferidas em 20,0 mL com HNO
3
a 0,5 mol.L
-1
.
9 Observação: Brancos foram feitos simultaneamente à digestão ácida do
material vegetal. Estes brancos constituem-se de 10,0 mL de HNO
3
(65%) e
10,0 mL de HF (48%) que foram colocados diretamente nas bombas de
Teflon, seguindo todos os demais passos realizados a partir do 2º item.
Todos os extratos foram armazenados na geladeira (4,0 °C) até a
determinação dos metais pesados nas amostras. Para a determinação de metais
pesados, a amostras à temperatura ambiente foram homogeneizadas por agitação e
analisadas em espectrofotômetro de emissão atômica (ICP-AES, marca Varian
modelo Liberty Series II) para a determinação de Mn, Fe, Cu, Zn, Ni, Cr e Pb. As
concentrações para todos os metais foram expressas em μg.g
-1
.
3.5 – Determinação da concentração de metais pesados no séston
A água restante das quatro lavagens das raízes de aguapé foi peneirada
através de peneira de aço inoxidável de 63 μm de malha. O material permeado foi
colocado em repouso por 48 h em geladeira para que houvesse a sedimentação do
séston menor que 63 μm. A fração maior que 63 μm não foi avaliada neste estudo.
22
Após decorrido o período de sedimentação, o sobrenadante foi cuidadosamente
sifonado. Esta metodologia de analise foi testada por Salomão (1999) o qual
observou uma recuperação de 94% do MPS.
Após estes procedimentos, o séston ainda úmido foi alicotado em tubos
rosqueáveis de 50 mL e colocado para centrifugar a 800 x g
6
(HITACHI himac CP
85β) durante 20 minutos. O sobrenadante foi retirado e o restante congelado com
nitrogênio líquido para liofilização. Após a liofilização, as amostras foram moídas em
moinho de bolas a 500 rpm por 10 min e digeridas segundo Salomons e Förstner
com modificações (1984):
9 1º passo: O material foi pesado (0,3000 g) em triplicata e colocado em
bombas de Teflon;
9 2º passo: Em capela, foram adicionados a estas bombas 6,0 mL de HF
(48%), 7,0 mL de HNO
3
(65%) e 3,0 mL de ácido clorídrico (HCL 37%). As
mesmas foram aquecidas por 12 h a 150 °C;
9 3º passo: Após o resfriamento total foi adicionado às bombas o mesmo
volume da mistura dos ácidos supracitados (devido a evaporação) e
novamente aquecidas por 12 h a 150 °C;
9 4º passo: Foram adicionados após o resfriamento total, 10,0 mL de água
régia (HCl + HNO
3
; 3:1 v/v). Após esta adição, o bloco foi novamente ligado
por mais 12 h a 130 °C;
9 5º passo: Após o resfriamento total e com as bombas de Teflon
destampadas, o bloco digestor foi novamente ligado a 150 °C até redução do
volume das amostras a cerca de 1,0 mL;
9 6º passo: Em seguida, as amostras foram acrescidas de 10,0 mL de
HNO
3
a 0,5 mol.L
-1
e aquecidas por 2 h a 80 °C;
9 7º passo: As amostras foram filtradas em papel de filtro analítico (filtro
quantitativo Framex faixa branca) de modo a retirar substâncias que possam
interferir na determinação de metais pesados, principalmente a sílica amorfa;
6
Oitocentas vezes o valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra. Isto equivale a uma
freqüência de aproximadamente 2000 rpm do rotor de tubos Falcon 50 mL na centrífuga da marca
supracitada.
23
9 8º passo: As amostras já filtradas tiveram seus volumes aferidos em
20,0 mL com HNO
3
a 0,5 mol.L
-1
.
9 Observação: durante o processo de digestão, foram utilizadas bombas
de Teflon nas quais foram adicionadas apenas os reagentes sem amostra
para determinar possíveis contaminações (branco analítico).
Os extratos foram armazenados em geladeira (4,0 °C) até a determinação
de metais pesados. Para a determinação de metais pesados, as amostras à
temperatura ambiente foram homogeneizadas por agitação e analisadas em
espectrofotômetro de emissão atômica (ICP-AES, marca Varian modelo Liberty
Series II) para a determinação de Mn, Fe, Cu, Zn, Ni, Cr e Pb. As concentrações dos
metais pesados foram expressas em μg.g
-1
, exceto para Fe que foi expressa em %.
3.6 – Determinação da concentração de metais pesados no sedimento
As amostras de sedimento foram homogeneizadas e peneiradas a úmido
(com água ultra-pura) com peneira de aço inoxidável de 63 μm de diâmetro de poro.
Em seguida, o material menor que 63 μm foi colocado para sedimentar por 48 h em
geladeira. A fração maior que 63 μm não foi avaliada neste estudo. Após decorrido o
período de sedimentação, o sobrenadante foi cuidadosamente sifonado.
O restante dos passos metodológicos até a leitura no espectrofotômetro de
emissão atômica (ICP-AES, marca Varian modelo Liberty Series II) foi realizado
conforme descrito no sub-item 3.5. As concentrações dos metais pesados foram
expressas em μg.g
-1
, exceto para Fe que foi expressa em %.
3.7 – Cálculo da concentração média de metais na folha, sistema
radicular e planta
Para calcular a concentração média de metais nas folhas, foi feita,
primeiramente, uma estimativa da porcentagem da massa foliar correspondente ao
limbo e ao pecíolo. Todas as folhas de 20 plantas adultas e saudáveis foram
retiradas, separadas em limbo e pecíolo foliar e secas em liofilizador. As
24
porcentagens de massa correspondente ao limbo e pecíolo foliares foram calculadas
dividindo suas massas pela massa total da folha (limbo + pecíolo), conforme a
equação seguinte:
p
L
= (massa do limbo foliar /massa total da folha).100
p
P
= (massa do pecíolo foliar /massa total da folha).100
nas quais
p
L
= porcentagem de massa correspondente ao limbo foliar;
p
P
= porcentagem de massa correspondente ao pecíolo foliar.
O valor médio de p
L
foi 56,4%; enquanto o valor médio de p
P
foi 43,6%.
O cálculo médio de metal na folha foi obtido de acordo com a seguinte
equação:
C
mf
= [(concentração média de metal no limbo foliar) x 0,564] +
[(concentração média de metal no pecíolo foliar) x 0,436]
Na qual C
mf
= concentração média de metal na folha.
Para o cálculo da concentração de metal no sistema radicular foi utilizado o
mesmo princípio matemático do cálculo para a folha. Para fins deste, cálculo foi
considerada a contribuição em massa das raízes jovem e adulta. Assim, a
porcentagem média calculada de contribuição em massa da raiz jovem foi 14,5% e
da raiz adulta foi 85,5%.
O cálculo médio de metal no sistema radicular foi obtido segundo a seguinte
equação:
C
msr
= [(concentração média de metal na raiz jovem) x 0,145] +
[(concentração média de metal na raiz adulta) x 0,855]
Na qual
C
msr
= concentração média de metal no sistema radicular.
Para o cálculo da concentração média de metal na planta, foram utilizadas a
porcentagem obtida a partir da massa total da folha e a porcentagem obtida a partir
da massa total do sistema radicular. Assim, a porcentagem média calculada de
contribuição em massa da folha foi 61,3% e do sistema radicular foi 38,7%.
25
O cálculo médio de metal na planta foi obtido segundo a seguinte equação:
C
mp
= [(concentração média de metal na folha) x 0,613] + [(concentração
média de metal no sistema radicular) x 0,387]
Na qual
C
mp
= concentração média de metal na planta.
3.8 – Limite de detecção (LD), exatidão e precisão da metodologia de
digestão
O LD da metodologia utilizada na extração de metais pesados foi calculado
por Molisani (1999) e aproveitados neste estudo, já que sua técnica de extração é
muito semelhante à técnica deste estudo (Tabela 2).
Tabela 2. Limite de detecção da metodologia de determinação de metais pesados pelo ICP-
AES (todos os valores em μg.g
-1
).
Mn Fe Cu Zn Cr Ni Pb
Limite de detecção 0,004 0,02 0,2 0,004 0,07 0,1 0,01
Com o objetivo de se testar a exatidão do método de extração total adotado
para sedimento e séston, foram analisadas por Molisani (1999) triplicatas de
amostras certificadas padrão de sedimento fluvial (SRM 2704 do National Institute of
Standarts & Technology). Para material vegetal, foram analisadas por Ribas (dados
não publicados) triplicatas de amostras certificadas padrão de folhas de maçã (SRM
1515 do National Institute of Standarts & Technology) (Tabela 3).
Tabela 3. Exatidão da extração total de metais do presente estudo através da comparação
com as concentrações de metais pesados em amostras certificadas de sedimento fluvial
(SRM 2704) e folha de maçã (SRM 1515) do National Institute of Standarts & Technology.
Mn Fe Cu Zn Ni Cr Pb
% recuperação
(sedimento fluvial)
80 86 103 90 nd 93 nd
% de recuperação
(folha de maçã)
72 103 80 78 nd nd nd
26
A Tabela 4 apresenta as médias dos coeficientes de variação dos metais
pesados de todas as triplicatas das determinações feitas, sem excluir os resultados
mais discrepantes.
Tabela 4. Precisão da metodologia avaliada mediante médias dos coeficientes de variação:
material vegetal (n=64), sedimento superficial (n=8), séston (n=8), todos em %.
Mn Fe Cu Zn Ni Cr Pb
Material vegetal 7,96 9,49 8,78 7,49 64,0 50,2 59,0
Sedimento superficial 13,2 5,53 5,19 3,33 11,6 3,63 14,9
Séston 14,6 6,73 8,71 5,27 7,41 6,43 14,9
Os resultados de exatidão e precisão indicam que o protocolo analítico
empregado neste trabalho se mostrou eficiente para a maior parte dos metais.
A maioria das médias dos coeficientes de variação foram menores que 20%,
mostrando a precisão da técnica. Contudo para Ni, Cr e Pb, nas amostras de planta,
as médias dos coeficientes de variação ficaram acima de 20%. Isto é explicado pelo
fato de a maioria das amostras detectadas estarem muito próximas ao LD, o que
aumenta o erro associado aos valores. Contudo, isto não invalida a metodologia
empregada já que os mesmos elementos avaliados em extratos de sedimento
superficial e séston tiveram seus coeficientes de variação abaixo de 20% (nestes
materiais a concentração dos metais pesados estiveram próximas aos valores
medianos da curva padrão; o que diminui o coeficiente de variação da triplicata).
3.9 – Análise estatística dos dados
Todas as amostras foram analisadas em triplicata e calculados a média e o
erro padrão. A partir da média das triplicatas, foram realizadas três comparações
para averiguar se havia diferença significativa entre as amostras: entre as quatro
partes vegetais, entre as quatro regiões de coleta e entre as coletas dos períodos
seco e chuvoso de um mesmo ciclo hidrológico. Para tanto, foi utilizado o programa
de estatística VARPC.EXE que realizou análise de variância com o resultado final
expresso através do teste Tukey (p<5%). As análises de correlação foram feitas no
programa Microsoft Office Excel 2003 utilizando-se o coeficiente de correlação de
Pearson (p<5%).
27
4 – RESULTADOS
4.1 – Parâmetros físico-químicos
As temperaturas da água e ambiental tendem a ser maiores durante o
período chuvoso coincidindo com o período de maior pluviosidade e vazão dos
respectivos pontos de coleta (Anexo Figura 3). As temperaturas da água e ambiente
mais elevadas foram medidas no rio Imbé, no segundo ano de coleta, no período
chuvoso (32,6 e 33,4 °C respectivamente). Em geral a temperatura da água é bem
próxima à temperatura ambiente (Tabela 5).
A condutividade elétrica apresentou repetição temporal nos dois anos de
amostragem para o rio Imbé e Baixo RPS com valores mais elevados durante o
período seco (em 2005 27,4 µS.cm
-1
e em 2006 28,5 µS.cm
-1
). Já o Médio e Alto
RPS não apresentaram um padrão que se repetisse nos dois anos de amostragem,
embora tenham apresentado os valores mais elevados de condutividade elétrica,
chegando a 126,4 µS.cm
-1
, no período chuvoso de 2005, no Médio RPS e 120,3
µS.cm
-1
, no período chuvoso de 2006, no Alto RPS (Tabela 5).
O pH da água nos pontos avaliados, na grande maioria das vezes, se
mostrou levemente ácido. Apenas o Baixo RPS mostrou um padrão temporal que se
repetiu nos dois anos de amostragem para pH, com os maiores valores durante o
período seco (7,76 em 2005 e 7,10 em 2006). Estes valores do Baixo RPS também
foram os maiores entre os quatro locais amostrados. Os menores valores de pH
foram mensurados nas águas do rio Imbé, no 1° ano de coleta (6,25 no período seco
e 5,59 no período chuvoso) (Tabela 5).
Quanto à variação temporal, o oxigênio dissolvido apresentou valores mais
elevados durante o período seco no Baixo RPS e durante o período chuvoso no
Médio RPS. O Alto RPS e o rio Imbé não apresentaram variação temporal que se
repetisse nos dois anos de coleta. Entre os pontos de amostragem, os maiores
valores foram observados, no período chuvoso, no primeiro ano de coleta, nas
amostras do Médio e Alto RPS (11,8 e 11,6 mg.L
-1
respectivamente). O menor valor
observado entre as amostras foi também, no Alto RPS, no período chuvoso de 2007
(3,93 mg.L
-1
) (Tabela 5).
28
A alcalinidade não apresentou padrão temporal que se repetisse nos dois
anos em nenhum dos quatro locais de coleta. O maior valor de alcalinidade foram
encontrados na água do Alto RPS (0,544 meq.L
-1
no período seco 2005) e o menor
na água do rio Imbé (0,071 meq.L
-1
no período chuvoso 2006) (Tabela 5).
Apenas no Baixo RPS foi observada diferença na concentração de MPS
entre os períodos do ano nos quatro anos de amostragem com valores mais
elevados durante o período chuvoso. Os demais locais de coleta não apresentaram
variação temporal da concentração de MPS na coluna d’água. Entre os locais de
amostragem, a maior concentração de MPS foi verificada no Médio RPS no período
chuvoso de 2006 (50,0 mg.L
-1
) e o menor valor no rio Imbé no período chuvoso de
2007 (6,90 mg.L
-1
) (Tabela 5).
4.2 – Concentração de metais pesados no aguapé, séston e
sedimento
Os resultados mostram que a concentração de todos os metais pesados na
raiz adulta foi sempre superior à parte aérea. A raiz jovem apresentou
concentrações ora intermediárias entre a raiz adulta e parte aérea, ora iguais à raiz
adulta e ora iguais à parte aérea. O pecíolo foliar, na maioria das detecções, não
diferiu das concentrações do limbo foliar. Para a maioria das amostras vegetais não
foi possível estabelecer um padrão temporal de concentração de metal pesado. As
exceções foram as plantas coletadas no Baixo RPS nas quais, pelo menos nas
raízes, as concentrações de Fe, Cu, Ni, Cr e Pb foram maiores no período seco. Nas
plantas desta mesma região, o Mn apresentou maiores concentrações no período
chuvoso.
A distribuição quantitativa para os metais nas amostras de aguapé no rio
Imbé e Baixo RPS foram: Fe > Mn > Zn > Cu > Cr > Ni ≥ Pb; no Médio RPS: Fe >
Mn > Zn > Cr > Cu > Ni > Pb e no Alto RPS: Fe > Mn > Zn > Cu > Cr ~ Ni > Pb. Em
geral, os metais apresentaram maiores concentrações no Baixo e Médio RPS e
menores no rio Imbé; a exceção foi o Mn que apresentou as maiores concentrações
29
Tabela 5. Parâmetros físico-químicos medidos nos rios Paraíba do Sul (Alto, Médio e Baixo RPS) e rio Imbé ao longo de dois anos de coleta
ao final do período seco (setembro/outubro) e chuvoso (março). As medidas de temperaturas, condutividade elétrica, pH e oxigênio dissolvido
foram feitas in situ. As medidas de alcalinidade e concentração de MPS foram feitas em laboratório a partir de triplicatas de amostra de água
coletadas em garrafas de polietileno e armazenas em gelo (4 °C) durante o processo de transporte.
rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Parâmetros físico-
químicos
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Temperatura ambiente
(°C)
23,0 28,1 20,4 31,5 24,3 30,0
21,0
31,2
Temperatura da água
(°C)
20,4 26,1 22,8 29,6 25,4 27,7
22,5
27,6
Condutividade elétrica da
água (µS.cm
-1
)
27,4 21,5 76,0 53,4 102 126,4
151
120,3
pH da água
6,25 5,59 7,76 7,00 6,86 6,84
6,72
6,47
Oxigênio Dissolvido
(mg.L
-1
)
5,74 4,82 6,87 5,53 5,40 11,8
5,40 11,6
Alcalinidade (meq.L
-1
)
0,108 0,082 0,407 0,337 0,395 0,349
0,544 0,411
1º ano de coleta
Concentração de MPS
(mg.L
-1
)
8,80
22,0
13,2
38,0
11,6
50,0
7,20
29,0
rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Parâmetros físico-
químicos
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Temperatura ambiente
(°C)
24,8 32,6 26,0 25,0 23,0 25,9
21,0 22,0
Temperatura da água
(°C)
22,5 33,4 24,0 25,0 23,0 25,0
21,8 22,0
Condutividade elétrica da
água (µS.cm
-1
)
28,5 23,0 86,3 50,5 81,0 57,2
98,0 103
pH da água
6,30 6,53 7,10 6,46 6,41 7,02
6,32 6,95
Oxigênio Dissolvido
(mg.L
-1
)
6,50 7,72 6,55 6,21 4,60 5,69
4,50 3,93
Alcalinidade (meq.L
-1
)
0,071 0,161 0,372 0,427 0,24 0,348
0,299 0,475
2º ano de coleta
Concentração de MPS
(mg.L
-1
)
26,6
6,90
8,50
36,0
32,2
8,30
30,9 15,8
30
nas amostras coletadas no rio Imbé. Os elementos que foram detectados em todas
as amostras analisadas (Mn, Fe, Cu e Zn) apresentam correlação positiva entre raiz
e folha. Os demais elementos não apresentaram este tipo de correlação; mas Cr
apresentou correlação positiva entre as partes foliares (limbo e pecíolo) e entre as
raízes (jovem e adulta). Ni e Pb só apresentaram correlação entre as raízes (jovem e
adulta).
A seguir, os resultados são apresentados por elemento (de 4.2.1 a 4.2.14).
Inicialmente, são apresentados os resultados das quatro partes do aguapé (limbo
foliar, pecíolo foliar, raiz jovem e raiz adulta) nos dois anos de coleta. A seqüência
de apresentação destes dados será: 1) distribuição geral de valores, 2) variação
temporal, 3) variação espacial e 4) correlações entre as quatro partes vegetais e
razão limbo foliar/raiz adulta. Posteriormente, serão descritos os resultados de
aguapé, séston e sedimento no ano de 2006. Neste segundo subitem, a seqüência
de apresentação de dados será: 1) variação temporal, 2) variação espacial, 3)
análises de correlação entre planta, séston e sedimento e razão parte aérea/sistema
radicular e 4) distribuição quantitativa entre planta, séston e sedimento.
Todos os resultados de correlação estão nas Tabelas 20 e 21 (Apêndice),
enquanto as razões entre limbo e raiz adulta estão na Tabela 22 (Apêndice) e entre
parte aérea e sistema radicular na Tabela 23 (Apêndice).
4.2.1 – Variação espaço-temporal da concentração de Mn em aguapé
(dois anos de amostragem)
A concentração de Mn na folha (limbo+pecíolo) do aguapé variou entre 220
± 11,5 μg.g
-1
e 1742 ± 114 μg.g
-1
, enquanto nas raízes ficou entre 595 ± 72,9 μg.g
-1
e
20807 ± 646 μg.g
-1
(Tabela 6).
Em geral, o Mn não revelou um padrão de variação temporal, sendo os
resultados do primeiro ano distintos dos resultados do segundo ano de coleta. As
exceções foram as amostras da região do Baixo RPS, onde as plantas do período
chuvoso apresentaram maior concentração deste elemento em ambos os anos
amostrais (Tabela 6).
31
A comparação entre a concentração de Mn, nas plantas dos quatro locais
de amostragem, revelou que as plantas do rio Imbé apresentaram as maiores
concentrações deste elemento, enquanto as plantas do Baixo RPS tendem a
apresentar os menores valores. As amostras do Médio e Alto RPS apresentaram
valores intermediários (Tabela 6).
A concentração de Mn, na raiz adulta, sempre diferiu significativamente da
folha, apresentando correlação positiva com o limbo e pecíolo foliares (r = 0,835 e r
= 0,810, respectivamente). A razão entre raiz adulta e limbo foliar variou entre 2,90 e
28,3. Em relação à raiz jovem, a raiz adulta diferiu significativamente na maioria dos
casos (81,3%), sendo que apenas nas amostras do Médio RPS (período chuvoso
2006), a raiz jovem apresentou concentração superior à raiz adulta. Não houve
correlação entre as raízes, bem como entre a raiz jovem e as partes foliares. O limbo
e pecíolo foliares não diferiram significativamente na maioria das amostras (62,5%)
com correlação positiva (r = 0,953).
4.2.2 – Variação espaço-temporal da concentração de Mn em aguapé, séston e
sedimento em 2006
A concentração média de Mn nas plantas do rio Imbé e Médio RPS
apresentou maior concentração de Mn, no período seco, enquanto a do Baixo e Alto
RPS apresentaram maior concentração deste metal no período chuvoso (Tabela 7).
Estes resultados diferem do que foi mostrado na Tabela 6 com amostras de dois
anos de coleta, sugerindo que há variações interanuais na concentração deste metal
pesado. A exceção foi o resultado da região do Baixo RPS que repetiu o mesmo
padrão descrito anteriormente. Para o séston, apenas as amostras do rio Imbé e
Baixo RPS apresentaram variação temporal com maiores concentrações no período
seco; o Médio e Alto RPS não revelaram diferença entre os períodos do ano. O
sedimento comportou-se de modo distinto quanto às variações temporais: amostras
do rio Imbé e Alto RPS revelaram variação temporal com maiores concentrações
durante o período chuvoso. As amostras de sedimento do Baixo e Médio RPS não
diferiram entre os períodos (Tabela 7).
32
Tabela 6. Concentração média de Mn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo
foliares, raízes jovens e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do Sul) ao final de dois
períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco e março no período chuvoso) em dois anos de coleta. Análise estatística
(Tukey, p < 5%): letras maiúsculas representam a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta (A, B, C, D;
fundo escurecido compara com fundo escurecido e fundo claro com fundo claro); letras minúsculas representam comparação entre as partes
da planta em um mesmo ponto em um mesmo período do ano (a, b, c, d); Y e Z representam comparação entre os períodos do ano para um
mesmo ponto de coleta.
Mn rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Limbo foliar
1841 ± 58,2
AbY
1025 ± 12,5
AcZ
220 ± 11,5
BcZ
471 ± 9,46
CbY
225 ± 1,33
BcZ
433 ± 0,00
DdY
337 ± 5,69
BcY
556 ± 4,47
BdY
Pecíolo foliar
2824 ± 152
AbY
1520 ± 58,4
AbZ
339 ± 8,81
BbZ
518 ± 8,69
DbY
355 ± 3,83
BcZ
659 ± 5,00
CcY
423 ± 18,8
BcZ
864 ± 17,3
BcY
Raiz jovem
1108 ± 74,9
BbZ
1560 ± 18,9
BbY
595 ± 72,9
CaY
637 ± 31,0
CbY
1189 ± 197
BbZ
1968 ± 47,3
AaY
2911 ± 32,0
AbY
2063 ± 0,00
AbZ
1º ano de coleta
Raiz adulta
20807 ± 646
AaY
3558
± 0,00
BaZ
639 ± 23,6
CaZ
2773 ± 67,6
CaY
6361 ± 899
BaY
1039 ± 52,7
DbZ
4777 ± 97,8
BaY
4883 ± 94,6
AaY
Mn rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Limbo foliar
1015 ± 18,2
AcY
687 ± 15,8
AcZ
287 ± 12,4
CdZ
552 ± 5,60
BcY
449 ± 6,10
BbY
225 ± 10,1
DbZ
375 ± 33,1
BCbY
328 ± 10,8
CbY
Pecíolo foliar
1506 ± 27,2
AcZ
1742 ± 114
AbY
452 ± 11,5
DcZ
755 ± 16,0
BcY
948 ± 46
BbY
489 ± 6,20
BbZ
726 ± 14,1
CbY
627 ± 30,0
BbZ
Raiz jovem
3014 ± 69,8
AbY
1997 ± 98,9
AbZ
875 ± 34,3
BbZ
2561 ± 321
AbY
2449 ± 238
AaY
1210 ± 14,9
BaZ
905 ± 11,3
BbZ
2392 ± 74,7
AbY
2º ano de coleta
Raiz adulta
6746 ± 286
AaY
6608 ± 325
AaY
1242 ± 39,5
DaZ
6981 ± 103
AaY
2673 ± 48,0
CaZ
1719 ± 285
BaY
4363 ± 284
BaY
4691 ± 974
AaY
33
Os resultados do aguapé (Tabela 7) mostraram ser o rio Imbé o local com
maior concentração de Mn bio-assimilável, principalmente durante o período seco.
Este resultado reforça o que foi demonstrado na Tabela 6. O séston apresentou o
mesmo comportamento da média da planta com maior concentração de Mn na
amostra do rio Imbé durante o período seco. Durante o período chuvoso, o Alto RPS
destacou-se com maiores valores de Mn no séston. O sedimento apresentou um
padrão diferente da planta e do séston: as maiores concentrações de Mn
apareceram nas amostras do Baixo RPS em ambos os períodos (apesar de durante
o período chuvoso este valor não diferir estatisticamente do Médio RPS) (Tabela 7).
A parte aérea do aguapé sempre apresentou valores inferiores ao sistema
radicular quanto à concentração de Mn. A razão entre sistema radicular e parte
aérea ficou compreendida entre 2,63 e 7,31. Estes resultados reforçam o que foi
descrito para as amostras de dois anos de coleta. Contudo, o coeficiente de
correlação entre parte aérea e sistema radicular não foi significativo. Isto é devido à
participação da raiz jovem no cálculo médio de concentração no sistema radicular.
Esta raiz, como já citado anteriormente, não apresentou correlação com as partes
foliares para este metal, diferentemente da raiz adulta. O sistema radicular e a média
da planta apresentaram correlação positiva com o séston (r = 0,867 e r = 0,802,
respectivamente) e negativa com o sedimento (r = -0,770 e r = -0,775,
respectivamente). O séston apresentou concentrações de Mn maiores ou próximas
às do sedimento, sendo o coeficiente de correlação entre eles não significativo.
A distribuição quantitativa para Mn, nas amostras de 2006, foi: sistema
radicular > séston ≥ parte aérea ≥ sedimento.
34
Tabela 7. Concentração média de Mn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: três valores do aguapé (parte aérea, sistema radicular e
média da planta) e dois componentes abióticos (séston e sedimento). Os materiais foram
coletados em quatro pontos de coleta (rio Imbé; Baixo, Médio e Alto RPS) ao final de cada
um dos períodos do ano de 2006 (mês de março no período chuvoso e setembro/outubro no
período seco). Análise estatística (Tukey, p < 5%): letras maiúsculas A, B, C, D representam
a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta; Y e Z
representam comparação entre os períodos do ano para uma mesma amostra de um
mesmo ponto de coleta.
rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
período
chuvoso
1241 ± 24,7
AY
497 ± 6,30
CY
532 ± 2,20
CZ
690 ± 8,20
BY
Parte aérea
período
seco
1229 ± 8,70
AY
359 ± 8,90
DZ
666 ± 21,9
BY
528 ± 21,3
CZ
período
chuvosa
3268 ± 3,00
BZ
2464 ± 60,7
CY
1745 ± 203
DZ
4474 ± 80,9
AY
Sistema
Radicular
período
seco
6205 ± 250
AY
1189 ± 31,0
DZ
2640 ± 76,0
CY
3861 ± 242
BY
período
chuvoso
2025 ± 155
AZ
1255 ± 24,0
BY
1001 ± 77,2
CZ
2154 ± 33,2
AY
Média da planta
período
seco
3155 ± 99,4
A
Y
680 ± 17,6
DZ
1430 ± 39,7
CY
1818 ± 81,6
BZ
período
chuvoso
983 ± 50,6
BZ
700 ± 42,4
BZ
663 ± 144
BY
2474 ± 179
AY
Séston
período
seco
2507 ± 110
AY
880 ± 19,8
BCY
443 ± 2,88
CY
1679 ± 336
BY
período
chuvoso
463 ± 8,32
BY
901 ± 38,7
AY
634 ± 47,6
BY
505 ± 46,5
BY
Mn em 2006
Sedimento
período
seco
276 ± 15,4
BZ
762 ± 96,3
AY
573 ± 16,2
AY
288 ± 49,7
BZ
4.2.3 – Variação espaço-temporal da concentração de Fe em aguapé
(dois anos de amostragem)
A concentração de Fe na folha de aguapé variou entre 15,7 ± 5,11 μg.g
-1
e
661 ± 31,8 μg.g
-1
, enquanto nas raízes variou entre 173 ± 0,00 μg.g
-1
e 31122 ± 2191
μg.g
-1
(Tabela 8).
Em geral, para as amostras coletadas no rio Imbé e Baixo RPS, as
tendências estatísticas quanto às variações temporais do primeiro ano de coleta se
repetiram no segundo ano com maiores concentrações de Fe no período seco. No
entanto, este padrão temporal bem marcado nestas regiões não se encontra tão
bem definido nas regiões do Médio e Alto RPS, onde não se pode afirmar com
segurança que no período seco ocorram maiores concentrações deste metal (Tabela
8).
35
As maiores concentrações de Fe apareceram nas plantas das regiões do
Médio e Baixo RPS. Nas raízes, observou-se que as maiores concentrações de Fe,
durante o período seco, estavam nas amostras do Baixo RPS; enquanto durante o
período chuvoso, nas amostras do Médio RPS. As amostras do rio Imbé e Alto RPS
apresentaram valores que, ora são menores que as do Médio RPS e Baixo RPS, ora
são estatisticamente iguais (Tabela 8).
A concentração de Fe nas raízes diferiu significativamente da folha — a
única exceção foi a amostra do Alto RPS período chuvoso 2006 —, apresentando
correlação positiva com o limbo e pecíolo foliares (valores de r entre 0,505 e 0,712,
respectivamente). A única correlação não significativa encontrada foi entre raiz
adulta e pecíolo foliar. A razão entre raiz adulta e limbo foliar variou entre 18,0 e 197.
Raízes adultas e jovens diferiram significativamente na maioria dos casos (87,5%,
com maior concentração na raiz adulta), tendo seus valores iguais nas amostras
coletadas no Médio RPS período chuvoso 2006 e rio Imbé período seco 2006. Em
nenhuma amostra, a concentração de Fe na raiz jovem foi superior à adulta. O
coeficiente de correlação entre as raízes foi positivo e significativo (r = 0,882). Não
houve amostra na qual a concentração de Fe diferisse entre o limbo e o pecíolo
foliares. Estas duas partes da folha apresentaram correlação positiva (r = 0,790)
entre si.
4.2.4 – Variação espaço-temporal da concentração de Fe em aguapé, séston e
sedimento em 2006
A parte aérea apresentou maiores concentrações de Fe sempre no período
seco para todos os locais de amostragem. Este resultado se repetiu no sistema
radicular e para a média das plantas do Baixo, Médio e Alto RPS, mas não para as
amostras do rio Imbé (Tabela 9). O resultado do ano de 2006 reforça o que já havia
sido constatado para dois anos de amostragem. O séston não apresentou variação
temporal de concentração de Fe e o sedimento só mostrou diferença nos valores de
Fe nas amostras do Baixo RPS (maior concentração no período seco) (Tabela 9).
36
Tabela 8. Concentração média de Fe (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo foliares,
raízes jovens e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do Sul) ao final de dois períodos do
ano (meses de setembro/outubro no período seco e março no período chuvoso) em dois anos de coleta. Análise estatística (Tukey, p < 5%):
letras maiúsculas representam a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta (A, B, C, D, fundo escurecido
compara com fundo escurecido e fundo claro com fundo claro); letras minúsculas representam comparação entre as partes da planta em um
mesmo ponto em um mesmo período do ano (a, b, c); Y e Z representam comparação entre os períodos do ano para um mesmo ponto de
coleta.
Fe rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Limbo foliar
490 ± 40,3
AcY
56,5 ± 11,2
DcZ
519 ± 8,13
AcY
218 ± 12,9
BcZ
149 ± 40,0
BcZ
347 ± 33,5
AbY
133 ± 16,5
BcY
31,0 ± 6,16
CbZ
Pecíolo foliar
373 ± 27,2
AcY
15,7 ±
5,11
DcZ
364 ± 19,8
AcY
102 ± 11,9
BcZ
110 ± 19,1
BcZ
285 ± 6,13
AbY
108 ± 3,24
BcY
95,0 ± 12,3
BbY
Raiz jovem
10561 ± 102
CbY
3706 ± 0,00
CbZ
21918 ± 231
AbY
5774 ± 322
BbZ
13856 ± 99,1
BbZ
14685 ± 198
AaY
5691 ± 76,40
DbY
173 ± 0,00
DbZ
1º ano de coleta
Raiz adulta
18337 ± 164
BaY
8815 ± 0,00
BaZ
31122 ± 2191
AaY
6913 ± 149
BcaZ
19901 ± 679
BaY
13656 ± 396
AaZ
9345 ± 103
CaY
5044 ± 851
CaY
Fe rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Limbo foliar
226 ± 1,26
CbY
91,0 ± 5,69
BcZ
351± 8,28
BcY
273 ± 14,1
AcZ
429 ± 6,91
AcY
121 ± 2,81
BcZ
138 ± 9,59
DcY
107 ± 8,70
BcY
Pecíolo foliar
157 ± 5,43
BbY
88,0 ± 8,83
CcZ
413 ± 9,01
AcZ
661 ± 31,8
AcY
430 ± 24,5
AcY
286 ± 16,4
BcZ
129 ± 13,9
BcY
97,0 ± 13,3
CcY
Raiz jovem
4153 ± 81,0
CaY
3275 ± 193
CbZ
16256 ± 397
AbY
7081 ± 862
BbZ
9876 ± 851
BbY
9980 ± 111
AbY
1502 ± 11,6
DbZ
5864 ± 194
BbY
2º ano de coleta
Raiz adulta
4057 ± 155
DaZ
8062 ± 561
CaY
20607 ± 680
AaY
9889 ± 140
BCaZ
16016 ± 158
BaZ
23890 ± 1173
AaY
7884 ± 260
CaZ
13090 ± 729
BaY
37
Entre os locais de amostragem, pela média da planta, podemos observar
que as maiores concentrações foram encontradas, durante o período chuvoso, nas
amostras do Médio RPS e, durante o período seco, do Baixo RPS (confirmando
resultado de dois anos de amostragem). Para o séston, no período seco, o maior
valor foi encontrado na amostra do Baixo RPS; contudo, durante o período chuvoso,
as amostras de séston têm a seguinte distribuição: Baixo RPS ≥ Médio RPS ≥ rio
Imbé ≥ Alto RPS. No sedimento, durante o período chuvoso, destacou-se apenas a
amostra do Alto RPS com menor concentração de Fe que os demais locais. No
período seco, destacaram-se as amostras de sedimento do Baixo e Médio RPS com
maiores valores (Tabela 9).
O sistema radicular apresentou concentrações de Fe muito superiores à
parte aérea, havendo correlação entre eles (r = 0,826). A razão entre raiz e folha
variou entre 20,8 e 209. Estes resultados ratificaram o que já havia sido descrito para
as quatro partes da planta em relação a Fe. O sistema radicular e a média da planta
não apresentaram correlação com o séston, mas sim com o sedimento (r = 0,809 e
0,813, respectivamente). Séston e sedimento apresentaram concentrações de Fe
muito próximas entre si em um mesmo local de coleta bem como coeficiente de
correlação significativo (r = 0,866).
As concentrações de Fe no séston e sedimento foram sempre superiores às
concentrações encontradas na planta com a seguinte escala decrescente de
grandeza: Séston ~ sedimento > sistema radicular > parte aérea.
38
Tabela 9. Concentração média de Fe (μg.g
-1
de matéria seca para amostras do aguapé e %
de matéria seca para séston e sedimento) seguida do erro padrão em amostras dos
ecossistemas fluviais: três valores do aguapé (parte aérea, sistema radicular e média da
planta) e dois componentes abióticos (séston e sedimento). Os materiais foram coletados
em quatro pontos de coleta (rio Imbé; Baixo, Médio e Alto RPS) ao final de cada um dos
períodos do ano de 2006 (mês de março no período chuvoso e setembro/outubro no período
seco). Análise estatística (Tukey, p < 5%): letras maiúsculas A, B, C, D representam a
estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta; Y e Z
representam comparação entre os períodos do ano para uma mesma amostra de um
mesmo ponto de coleta.
rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
período
chuvoso
38,7 ± 6,20
CZ
167 ± 11,0
BZ
320 ± 16,7
AZ
58,9 ± 4,70
CZ
Parte aérea
período
seco
196 ± 2,08
CY
378 ± 5,51
BY
428 ± 6,96
AY
134 ± 10,5
DY
período
chuvoso
8074 ± 0,00
BY
6748 ± 138
CZ
13805 ± 354
AZ
5066 ± 0,00
DZ
Sistema
Radicular
período
seco
4071 ± 123
DZ
19976 ± 535
AY
15126 ± 254
BY
6958 ± 224
CY
período
chuvoso
3148 ± 3,78
BY
2714 ± 60,2
CZ
5539 ± 142
AZ
1997 ± 2,90
DZ
Média da planta
período
seco
1696 ± 48,5
DZ
7963 ± 207
AY
6116 ± 101
BY
2775 ± 80,5
CY
período
chuvoso
4,60 ± 0,18
BCY
6,30 ± 0,38
AY
5,20 ± 0,35
A
BY
3,81 ± 0,12
CY
Séston
período
seco
4,73 ± 0,17
BY
6,05 ± 0,02
AY
5,24 ± 0,12
BY
3,38 ± 0,16
CY
período
chuvoso
4,66 ± 0,02
AY
5,48 ± 0,32
AZ
4,99 ± 0,22
AY
3,49 ± 0,08
BY
Fe em 2006
Sedimento
período
seco
4,64 ± 0,06
BY
6,62 ± 0,12
AY
5,81 ± 0,29
AY
4,03 ± 0,19
BY
4.2.5 – Variação espaço-temporal da concentração de Cu em aguapé
(dois anos de amostragem)
No aguapé, as concentrações de Cu na folha variaram entre 3,61 ± 0,28
μg.g
-1
e 18,8 ± 2,12 μg.g
-1
, enquanto na raiz variou entre 8,00 ± 0,96 μg.g
-1
e 50,8 ±
8,83 μg.g
-1
(Tabela 10).
As tendências estatísticas quanto à variação temporal do primeiro ano de
coleta não se repetiram no segundo ano. Em geral, o Cu não apresentou um padrão
claro de variação temporal para as amostras das quatro regiões analisadas, contudo
as raízes do Baixo e Médio RPS foram exceções com maior concentração no
período seco (Tabela 10).
39
As concentrações de Cu nas amostras dos três locais de coleta do RPS não
revelaram um local onde a planta estivesse exposta a maior aporte deste metal, já
que em ambos os anos de coleta Baixo, Médio e Alto RPS tenderam a apresentar
valores semelhantes de Cu. Entretanto, as amostras do rio Imbé sempre
apresentaram as menores concentrações médias de Cu: no primeiro ano,
equivalente às amostras do Baixo e Alto RPS e, no segundo ano, período seco,
equivalentes às amostras do Alto RPS (Tabela 10).
A concentração de Cu na raiz adulta sempre diferiu significativamente do
limbo ou pecíolo foliar, apresentando correlação com pecíolo foliar (r = 0,534) mas
não com o limbo foliar. A razão entre raiz adulta e limbo foliar ficou compreendida na
faixa entre 0,95 e 4,14. As raízes (jovem e adulta) não revelaram um padrão
estatístico entre si, apresentando 50% das amostras com concentrações
equivalentes e 50% das amostras com concentrações significativamente diferentes
entre si. Nas amostras de raízes com diferença significativa entre si, 75% delas
revelaram concentração superior na raiz adulta e 25% concentração superior na raiz
jovem. O coeficiente de correlação foi significativo e positivo entre as raízes (r =
0,787) e entre as parte foliares (r = 0,785). Limbo e pecíolo foliares não diferiram
significativamente na maioria das amostras (75%).
4.2.6 – Variação espaço-temporal da concentração de Cu em aguapé, séston e
sedimento em 2006
Pela média da planta, as amostras do rio Imbé, Baixo e Médio RPS
mostraram variação temporal com maiores concentrações de Cu no período seco
(Tabela 11). As amostras do Alto RPS não revelaram diferença temporal. Apenas os
resultados do Baixo e Médio RPS reforçaram o que havia sido mostrado na Tabela
10. O séston só mostrou variação temporal de Cu para a amostra do Médio RPS,
enquanto as amostras do sedimento tiveram maiores valores deste metal pesado
para os quatro locais de coleta durante o período seco (Tabela 11).
40
Tabela 10. Concentração média de Cu (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo
foliares, raízes jovens e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do Sul) ao final de dois
períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco e março no período chuvoso) em dois anos de coleta. Análise estatística
(Tukey, p < 5%): letras maiúsculas representam a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta (A, B, C, D,
fundo escurecido compara com fundo escurecido e fundo claro com fundo claro); letras minúsculas representam comparação entre as partes
da planta em um mesmo ponto em um mesmo período do ano (a, b, c); Y e Z representam comparação entre os períodos do ano para um
mesmo ponto de coleta.
Cu rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Partes do
vegetal
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Limbo foliar
7,00 ± 0,38
BbY
7,92 ± 0,51
BcY
7,00 ± 0,23
BbZ
14,6 ± 2,35
AaY
11,0 ± 0,48
AcZ
13,0 ± 0,00
AcY
7,00 ± 0,38
BbZ
14,3 ± 1,29
AbY
Pecíolo foliar
8,31 ± 0,28
BbY
6,83 ± 0,17
CcY
7,11 ± 0,24
BCbY
7,83 ± 1,08
CbY
10,7 ±
0,03
AcY
11,1 ± 0,55
AcY
6,75 ± 0,21
CbZ
10,6 ± 0,55
AcY
Raiz jovem
12,0 ± 0,04
CaY
9,97 ± 0,00
CbY
24,0 ± 1,14
AaY
15,1 ± 0,51
BaZ
27,0 ± 0,16
AbY
20,2 ± 0,51
AaZ
18,0 ± 0,24
BaZ
22,3 ± 0,00
AaY
1º ano de coleta
Raiz adulta
13,0 ± 0,15
DaY
14,0 ± 0,51
AaY
29,0 ± 1,72
BaY
13,9 ± 0,45
AaZ
35,0 ± 0,58
AaY
16,6
± 0,51
AbZ
19,0 ± 0,07
CaY
16,6 ± 0,51
AbZ
Cu rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Partes do
vegetal
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Limbo foliar
10,7 ± 0,29
BcY
6,50 ± 0,69
BbcZ
12,8 ± 0,01
BbY
12,4 ± 0,57
AbY
18,8 ± 2,12
AbY
11,4 ± 0,51
AcZ
8,60 ± 1,24
BbcY
11,3 ± 1,33
AcY
Pecíolo foliar
10,4 ± 0,98
BaY
3,61 ± 0,28
CcZ
14,0 ± 0,50
AbY
10,6 ± 0,63
AbZ
16,2 ± 0,70
AbY
8,40 ± 0,63
ABcZ
5,40 ± 0,53
CcY
6,50 ± 0,55
BcY
Raiz jovem
13,0 ± 0,54
BaY
8,00 ± 0,96
BabZ
28,1± 2,07
AbY
17,8 ± 1,15
AaZ
29,5 ± 1,03
AaY
17,2 ± 0,61
AbZ
11,8 ± 0,44
BbZ
18,3 ± 1,67
AbY
2º ano de coleta
Raiz adulta
13,0 ± 1,00
BaY
10,3 ± 1,00
CaY
50,8 ± 8,83
AaY
19,7 ± 1,04
BaZ
32,3 ± 1,00
ABaY
27,8 ± 1,00
AaZ
22,8 ± 1,01
BaZ
26,9 ± 1,15
AaY
41
Entre os locais de coleta, a média da planta mostrou que, durante o período
chuvoso, os valores de Cu foram iguais no RPS e menores no rio Imbé. Durante o
período seco, os valores deste metal foram maiores nas amostras do Baixo e Médio
RPS e menores nas amostras do Alto RPS e rio Imbé. Isto reforça os dados da
Tabela 10. O séston apresentou o mesmo padrão de distribuição espacial que a
média do aguapé. O sedimento também revelou que as amostras do rio Imbé
(período seco e chuvosa) possuíram a menor concentração de Cu: os maiores
valores para este compartimento ecossistêmico estavam no Médio RPS no período
chuvoso e foram iguais entre os três pontos do RPS no período seco (Tabela 11).
As concentrações de Cu, no sistema radicular, foram sempre maiores que
na parte aérea, com razão entre raiz e folha variando entre 1,22 e 3,57. Não houve
correlação entre raiz e folha. Estes resultados ratificam o que foi descrito para as
quatro partes vegetais, exceto para o coeficiente de correlação que só foi
significativo entre para pecíolo foliar e raiz adulta. A média da planta apresentou
correlação positiva com o séston e sedimento (r = 0,797 e r = 0,776,
respectivamente); a raiz da planta correlacionou-se positivamente com o sedimento
(r = 0,786). Sedimento e séston alternaram entre si em termos de maior
concentração de Cu apresentando coeficiente de correlação não significativo.
O sistema radicular apresentou concentrações próximas às do séston e
sedimento, conforme a seguinte escala decrescente de grandeza: Sedimento ~
séston ~ sistema radicular > parte aérea.
42
Tabela 11. Concentração média de Cu (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: três valores do aguapé (parte aérea, sistema radicular e
média da planta) e dois componentes abióticos (séston e sedimento). Os materiais foram
coletados em quatro pontos de coleta (rio Imbé; Baixo, Médio e Alto RPS) ao final de cada
um dos períodos do ano de 2006 (mês de março no período chuvoso e setembro/outubro no
período seco). Análise estatística (Tukey, p < 5%): letras maiúsculas A, B, C, D representam
a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta; Y e Z
representam comparação entre os períodos do ano para uma mesma amostra de um
mesmo ponto de coleta.
rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
período
chuvoso
7,45 ± 0,33
BZ
11,6 ± 1,79
AY
12,2 ± 0,24
AZ
12,7 ± 0,64
AY
Parte aérea
período
seco
10,6 ± 0,54
BCY
13,3 ± 0,27
BY
17,7 ± 1,48
AY
7,23 ± 0,80
CZ
período
chuvoso
13,5 ± 0,44
BY
14,1 ± 0,32
BZ
17,2 ± 0,48
AZ
17,4 ± 0,44
AZ
Sistema
Radicular
período
seco
13,0 ± 0,79
CY
47,5 ± 7,56
AY
31,9 ± 0,58
ABY
21,2 ± 0,93
BCY
período
chuvoso
9,78 ± 0,37
BZ
12,6 ± 1,13
AZ
14,1 ± 0,30
AZ
14,5 ± 0,56
AY
Média da planta
período
seco
11,5 ± 0,43
BY
26,5 ± 3,08
AY
23,2 ± 0,98
AY
12,6 ± 0,82
BY
período
chuvoso
18,5 ± 1,29
CY
35,8 ± 1,39
AY
29,7 ± 2,16
ABZ
25,6 ± 0,94
BY
Séston
período
seco
18,2 ± 0,76
BY
37,8 ± 0,66
AY
41,7 ± 1,62
AY
21,1 ± 1,82
BY
período
chuvoso
13,2 ± 0,40
DZ
26,5 ± 0,24
BZ
33,3 ± 1,28
AZ
18,9 ± 1,01
CZ
Cu em 2006
Sedimento
período
seco
21,6 ± 1,06
CY
43,6 ± 0,31
AY
40,6 ± 1,54
ABY
37,4 ± 0,53
BY
4.2.7 – Variação espaço-temporal da concentração de Zn em aguapé
(dois anos de amostragem)
As concentrações de Zn na folha aguapé variaram entre 25,0 ± 0,70 μg.g
-1
e
1540 ± 39,4 μg.g
-1
, enquanto na raiz variou entre 46 ± 2,16 μg.g
-1
e 3289 ± 49,5
μg.g
-1
(Tabela 12).
O zinco não apresentou padrão temporal em todas as regiões analisadas,
não ocorrendo repetição das estatísticas de variação temporal do primeiro para o
segundo ano de coleta. As exceções foram as amostras coletas no Alto RPS que
apresentaram maiores concentrações deste metal no período chuvoso, repetindo a
estatística entre os anos (Tabela 12).
43
As plantas do Médio RPS foram as que apresentaram as maiores
concentrações de Zn. Apenas no período chuvoso do primeiro ano de coleta, as
plantas do Alto RPS apresentam maiores concentrações de Zn que as amostras do
Médio RPS. As amostras dos outros locais (Baixo RPS, Alto RPS e rio Imbé), em
geral, não diferiram estatisticamente entre si (Tabela 12).
A concentração de Zn nas raízes diferiu significativamente da folha — a
única exceção foi a amostra do rio Imbé, período seco 2005, não apresentando
correlação com o limbo foliar, mas sim correlação positiva com o pecíolo foliar (r =
0,996 com raiz jovem e r = 0,986 com raiz adulta). A razão entre raiz adulta e limbo
foliar ficou compreendida na faixa entre 1,92 e 52,8. Raízes adultas e jovens
diferiram significativamente na maioria das amostras (75%). Geralmente, raiz adulta
mostrou possuir maior quantidade de Zn que raiz jovem. Porém, em quatro
amostras, a raiz jovem revelou concentração maior deste metal que raiz adulta:
Baixo RPS período seco 2005, Médio RPS período chuvoso 2006 e 2007 e Alto RPS
período chuvoso 2007. O coeficiente de correlação entre as raízes foi significativo e
positivo (r = 0,976). A concentração de Zn não diferiu entre o limbo e o pecíolo
foliares na maioria dos casos (75%), apesar de estas duas partes da folha
possuírem coeficiente de correlação não significativo (r = 0,201).
4.2.8 – Variação espaço-temporal da concentração de Zn em aguapé, séston e
sedimento em 2006
Quanto à diferença entre períodos do ano, observou-se que parte aérea,
sistema radicular e conseqüentemente a média da planta possuíram maiores valores
de Zn durante o período seco nas amostras do rio Imbé, Baixo e Médio RPS. Já o
Alto RPS apresentou maiores concentrações de Zn nas amostras de plantas do
período chuvoso (Tabela 13). Apenas o resultado do Alto RPS reforçou o que foi
descrito para dois anos de coleta. No rio Imbé, o séston e o sedimento não
apresentaram diferença entre estações. No Baixo RPS, o séston apresentou maiores
concentrações no período chuvoso e o sedimento concentrações próximas em
ambos os períodos. No Médio RPS, sedimento e séston apresentaram maiores
concentrações no período seco. No Alto RPS, o séston revelou maiores
concentrações no período chuvoso enquanto no sedimento os maiores valores foram
encontrados no período seco (Tabela 13).
44
Tabela 12. Concentração média de Zn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo
foliares, raízes jovens e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do Sul) ao final de dois
períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco e março no período chuvoso) em dois anos de coleta. Análise estatística
(Tukey, p < 5%): letras maiúsculas representam a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta (A, B, C, D,
fundo escurecido compara com fundo escurecido e fundo claro com fundo claro); letras minúsculas representam comparação entre as partes
da planta em um mesmo ponto em um mesmo período do ano (a, b, c, d); Y e Z representam comparação entre os períodos do ano para um
mesmo ponto de coleta.
Zn rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Partes do
vegetal
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Limbo foliar
41 ± 3,72
ABbY
27 ± 0,80
CcZ
38 ± 3,19
ABcY
36 ± 0,93
BcY
53 ± 5,68
AbY
58 ± 0,81
AcY
34 ± 2,82
BbZ
52 ± 0,38
AdY
Pecíolo foliar
44 ± 2,07
BbY
25 ± 0,70
CcZ
30 ± 3,50
CcY
30 ± 0,55
CdY
94 ± 1,94
AbY
59 ± 1,96
BcZ
46 ± 2,80
BbZ
92 ± 0,00
AcY
Raiz jovem
46 ± 2,16
DbZ
56 ± 0,93
CbY
91 ± 3,57
CaY
64 ± 1,87
CbZ
300 ± 11,02
AaY
138 ± 3,29
BaZ
135 ± 4,37
BaZ
166 ± 1,64
AbY
1º ano de coleta
Raiz adulta
108 ± 2,35
BaY
67 ± 0,93
DaZ
73 ± 3,16
BbY
78 ± 0,51
CaZ
417 ± 34,76
AaY
113 ± 1,64
BbZ
131 ± 1,33
BaZ
228 ± 2,85
AaY
Zn rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Partes do
vegetal
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Limbo foliar
38,1 ± 2,93
BcY
35,3 ± 0,68
BdY
43,4 ± 2,25
BbZ
56,2 ± 1,12
AbY
122 ± 6,01
AdY
50,5 ± 3,79
AdZ
42,1 ± 4,40
BcY
44,4 ± 4,82
ABcY
Pecíolo foliar
40,6 ± 1,30
CcZ
50,6 ± 3,13
BcY
57,3 ± 0,38
BbZ
76,3 ± 1,25
BbY
315 ± 6,93
AcZ
1540 ± 39,4
AcY
45,2 ± 1,34
BCcZ
76,2 ± 4,75
BcY
Raiz jovem
69,8 ± 3,30
BbY
71,4 ± 5,23
CbY
98,7 ± 8,06
BaZ
202 ± 8,87
BaY
467 ± 58,4
AbZ
3289 ± 49,5
AaY
101 ± 4,10
BbZ
271 ± 16,8
BaY
2º ano de coleta
Raiz adulta
88,8 ± 2,00
BaZ
117 ± 1,00
BaY
115 ± 1,28
BaZ
211 ± 4,74
BaY
961 ± 21,0
AaZ
2666 ± 237
AbY
134 ± 0,16
BaZ
199 ± 5,26
BbY
45
Entre os locais de amostragem, na planta, a maior concentração de Zn
durante o período chuvoso apareceu nas amostras do Alto RPS e no período seco
nas amostras do Médio RPS (Tabela 13). Este padrão confirmou o resultado do
primeiro ano para quatro partes vegetais (Tabela 12). Esta distribuição espaço-
temporal repetiu-se para o séston. No entanto, o sedimento apresentou maiores
concentrações de Zn, em ambos os períodos, na região do Alto RPS (Tabela 13).
O sistema radicular apresentou concentrações de Zn sempre superiores à
parte aérea, com correlação positiva entre eles (r = 0,993). A razão entre raiz e folha
ficou entre 1,99 e 4,32. Estes resultados corroboram para o que foi revelado nos
resultados da amostragem de dois anos, embora a razão raiz/folha possua uma
amplitude de valores menor. Séston apresentou correlação com a parte aérea,
sistema radicular e média da planta (r = 0,894, r = 0,890 e r = 0,892,
respectivamente), enquanto sedimento não se correlacionou com aguapé. Séston e
sedimento também não se correlacionaram.
Séston e sedimento apresentaram concentrações próximas nas amostras
do rio Imbé e Baixo RPS. As amostras do Médio RPS e Alto RPS apresentaram
maiores valores de Zn no séston, exceto no período seco, na qual Zn apresentam
maior valor no sedimento. Assim, para rio Imbé e Baixo RPS: séston ~ sedimento >
sistema radicular > parte aérea; enquanto Médio e Alto RPS: sistema radicular >
séston ~ sedimento > parte aérea.
46
Tabela 13. Concentração média de Zn (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: três valores do aguapé (parte aérea, sistema radicular e
média da planta) e dois componentes abióticos (séston e sedimento). Os materiais foram
coletados em quatro pontos de coleta (rio Imbé; Baixo, Médio e Alto RPS) ao final de cada
um dos períodos do ano de 2006 (mês de março no período chuvoso e setembro/outubro no
período seco). Análise estatística (Tukey, p < 5%): letras maiúsculas A, B, C, D representam
a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta; Y e Z
representam comparação entre os períodos do ano para uma mesma amostra de um
mesmo ponto de coleta.
rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
período
chuvoso
25,8 ± 0,61
DZ
33,3 ± 0,68
CZ
58,3 ± 1,27
BZ
69,9 ± 0,21
AY
Parte aérea
período
seco
39,2 ± 1,66
BY
49,4 ± 1,11
BY
206 ± 6,40
AY
43,5 ± 3,03
BZ
período
chuvoso
65,3 ± 0,74
DZ
75,7 ± 0,17
CZ
116 ± 0,93
BZ
219 ± 2,23
AY
Sistema
Radicular
período
seco
86,0 ± 2,00
BY
113 ± 1,28
BY
890 ± 24,3
AY
129 ± 0,71
BZ
período
chuvoso
41,1 ± 0,29
DZ
49,7 ± 0,36
CZ
80,9 ± 1,05
BZ
128 ± 0,87
AY
Média da planta
período
seco
57,3 ± 0,33
BY
74,1± 0,66
BY
470 ± 11,6
AY
76,7 ± 2,11
BZ
período
chuvoso
98,5 ± 2,55
CY
132 ± 0,62
BY
120 ± 0,32
BZ
191 ± 0,69
AY
Séston
período
seco
96,5 ± 3,34
BY
119 ± 2,55
BZ
241 ± 5,15
AY
123 ± 15,8
BZ
período
chuvoso
98,2 ± 3,45
BY
105 ± 1,91
BY
113 ± 3,50
BZ
172 ± 3,98
AZ
Zn em 2006
Sedimento
período
seco
99,2 ± 1,13
DY
112 ± 2,21
CY
209 ± 1,06
BY
238 ± 2,44
AY
4.2.9 – Variação espaço-temporal da concentração de Ni em aguapé
(dois anos de amostragem)
As concentrações de Ni no aguapé variaram entre valores menores que o
limite de detecção da metodologia (LD = 0,1 μg.g
-1
) a 34,0 ± 6,22 μg.g
-1
. Na folha, a
concentração deste metal não foi detectada em 50% das amostras. O valor máximo
apresentado em folhas foi de 3,51 ± 1,78 μg.g
-1
. Em raízes, os valores ficaram entre
1,66 ± 1,66 μg.g
-1
e 34,0 ± 6,22 μg.g
-1
(Tabela 14).
As amostras não apresentaram padrão de variação temporal nem repetição
entre os anos de coleta, exceto para as amostras do Baixo RPS cujas raízes
apresentaram maior concentração de Ni no período seco nos dois anos amostrados
(Tabela 14).
47
Entre os locais amostrados, de modo geral, as amostras do Baixo RPS
tenderam a possuir maiores concentrações de Ni; seguida das amostras do Médio
RPS (algumas vezes as amostras destas duas regiões não difereriram). As amostras
do rio Imbé tenderam a possuir as menores concentrações, ficando as amostras do
Alto RPS com valores intermediários entre as duas primeiras regiões citadas e a
região do rio Imbé (Tabela 14).
Não é possível afirmar, com segurança, que o aguapé reteve Ni
preferencialmente nas raízes (em 56,2% dos casos, há diferença entre a
concentração de Ni na raiz adulta e folha e, em apenas 31,2%, entre raiz jovem e
folha) não apresentando correlação entre raízes e limbo e pecíolo foliares. A razão
entre raiz adulta e limbo foliar, quando o cálculo foi possível, ficou compreendida na
faixa entre 4,08 e 16,8. Raízes adultas e jovens não diferiram significativamente na
maioria das amostras (68,8%); as exceções foram para as amostras do Baixo RPS
período seco 2005, Médio RPS período seco 2005, Baixo RPS período seco 2006,
Médio RPS período chuvoso 2006 e Alto RPS período chuvoso 2006. Em todos os
casos que as raízes diferiram em concentração, a raiz adulta apresenta maiores
valores que a raiz jovem. O coeficiente de correlação entre as raízes foi positivo e
significativo (r = 0,857). A concentração de Ni não diferiu entre o limbo e o pecíolo
foliares. Estas partes da folha não apresentaram correlação.
4.2.10 – Variação espaço-temporal da concentração de Ni em aguapé, séston e
sedimento em 2006
Pela média da planta, apenas o Baixo RPS apresentou diferença entre os
períodos do ano analisadas (maior concentração no período seco); as demais
regiões não apresentaram diferença entre os períodos do ano (Tabela 15). Este
resultado reforça o que havia sido descrito na Tabela 14. No séston, a concentração
de Ni só foi diferente entre os períodos do ano no Alto RPS. Já o sedimento, só
mostrou diferença entre os períodos do ano no rio Imbé (Tabela 15).
48
Tabela 14. Concentração média de Ni (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo
foliares, raízes jovens e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do Sul) ao final de dois
períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco e março no período chuvoso) em dois anos de coleta. Análise estatística
(Tukey, p < 5%): letras maiúsculas representam a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta (A, B, C, D,
fundo escurecido compara com fundo escurecido e fundo claro com fundo claro); letras minúsculas representam comparação entre as partes
da planta em um mesmo ponto em um mesmo período do ano (a, b, c); Y e Z representam comparação entre os períodos do ano para um
mesmo ponto de coleta.
Ni rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Limbo foliar
0,84 ± 0,48
AbcY
0,21 ± 0,21
AbY
< 0,1
AcY
< 0,1
AbY
< 0,1
AcY
0,49 ± 0,39
AbY
0,69 ± 0,69
AbY
0,28 ± 0,28
AaY
Pecíolo foliar
< 0,1
AcY
< 0,1
AbY
0,72 ± 0,52
AcY
2,71 ± 0,74
AabY
0,63 ± 0,63
AcY
3,28 ± 0,53
AabY
1,19 ± 0,71
AbY
2,38 ± 1,99
AaY
Raiz jovem
4,65 ± 0,08
DaY
1,77 ± 0,42
BabZ
19,4 ± 0,39
AbY
6,62 ± 0,86
ABaZ
14,4 ± 1,19
BbY
10,6 ± 2,31
AaY
9,61 ± 0,74
CaY
3,94 ± 0,06
BaZ
1º ano de coleta
Raiz adulta
3,43 ± 0,098
DabY
2,11 ± 0,63
AaY
26,8 ± 0,53
AaY
4,14 ± 1,55
AabZ
23,1 ± 1,13
BaY
6,23 ± 2,54
AabZ
10,5 ± 0,53
CaY
4,69 ± 0,34
AaZ
Ni rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Limbo foliar
< 0,1
AbY
< 0,1
AaY
2,67 ± 1,38
AbY
< 0,1
AaY
< 0,1
AbY
< 0,1
AbY
< 0,1
AbY
< 0,1
AbY
Pecíolo foliar
1,30 ± 1,30
AbY
3,51 ± 1,78
AaY
2,97 ± 1,91
AbY
< 0,1
AaY
< 0,1
AbY
< 0,1
AbY
3,04 ± 1,52
AbY
< 0,1
AbY
Raiz jovem
4,23 ± 1,70
CabY
1,66 ± 1,66
AaY
17,6 ± 0,80
AbY
4,58 ± 2,32
AaZ
12,3 ± 1,46
BaY
2,93 ± 2,92
AbZ
5,50 ± 0,13
CbY
8,32 ± 4,14
AabY
2º ano de coleta
Raiz adulta
6,92 ± 1,00
BaY
1,55 ± 2,00
BaZ
34,0 ± 6,22
AaY
< 0,1
BaZ
12,9 ± 0,00
BaY
12,5 ± 2,00
AaY
12,1 ± 2,10
BaY
16,2 ± 0,78
AaY
49
Para a parte aérea e sistema radicular do aguapé durante o período
chuvoso, parece não ter havido diferença entre as amostras de diferentes locais de
coleta. Contudo, a média da planta destacou o Médio RPS com maior concentração
de Ni e o rio Imbé com menor concentração deste elemento. Já as amostras
vegetais do período seco revelam que as plantas do Baixo RPS possuíram maior
concentração deste elemento, enquanto as dos demais locais possuíram valores
equivalentes de Ni. Sedimento e séston revelaram maior concentração de Ni no
Baixo RPS no período chuvoso, os demais locais se equivaleram em valores. Para
estes dois componentes abióticos do ecossistema, os quatro locais analisados se
equivaleram em concentração de Ni no período seco (Tabela 15).
O sistema radicular sempre apresentou maior concentração de Ni que a
parte aérea. Esta diferença não havia ficado clara nos resultados de Ni da Tabela 14,
apontando para a importância de comparar parte aérea com sistema radicular sem
desmembrá-los em suas divisões (limbo e pecíolo foliares; raízes jovem e adulta).
No entanto, mesmo avaliando a planta em parte aérea e sistema radicular, não
houve correlação entre estes órgãos da planta (r = 0,688) como já havia sido
relatado. A faixa de variação da razão raiz/folha (entre 3,75 e 17,2) manteve-se
muito próxima da faixa de variação da razão raiz adulta/limbo foliar (4,08 e 16,8). A
planta não apresentou correlação com séston. O sistema radicular e a média da
planta apresentaram correlação com o sedimento (r = 0,737 e r = 0,734,
respectivamente). Séston e sedimento estão correlacionados entre si (r = 0,839) com
valores algumas vezes próximos.
É interessante notar que, em geral, a planta apresentou concentrações
menores de Ni que o séston e o sedimento, com a seguinte ordem de grandeza:
séston ~ sedimento > sistema radicular > parte aérea.
50
Tabela 15. Concentração média de Ni (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: três valores do aguapé (parte aérea, sistema radicular e
média da planta) e dois componentes abióticos (séston e sedimento Os materiais foram
coletados em quatro pontos de coleta (rio Imbé; Baixo, Médio e Alto RPS) ao final de cada
um dos períodos do ano de 2006 (mês de março no período chuvoso e setembro/outubro no
período seco). Análise estatística (Tukey, p < 5%): letras maiúsculas A, B, C representam a
estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta; Y e Z
representam comparação entre os períodos do ano para uma mesma amostra de um
mesmo ponto de coleta.
rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
período
chuvoso
0,12 ± 0,10
AY
1,20 ± 0,30
AZ
1,71 ± 0,40
AY
1,19 ± 0,80
AY
Parte aérea
período
seco
0,57 ± 0,57
BY
2,80 ± 0,11
AY
< 0,1
BZ
1,32 ± 0,66
ABY
período
chuvoso
2,06 ± 1,01
AZ
4,50 ± 1,00
AZ
6,86 ± 2,18
AZ
4,58 ± 0,00
AZ
Sistema
Radicular
período
seco
6,53 ± 0,88
BY
34,2 ± 5,21
AY
12,8 ± 0,10
BY
11,1± 1,79
BY
período
chuvoso
0,87 ± 0,23
BY
2,48 ± 2,48
ABZ
3,70 ± 0,61
AY
2,50 ± 0,55
ABY
Média da planta
período
seco
2,87 ± 0,69
BY
14,9 ± 2,04
AY
4,96 ± 0,04
BY
5,12 ± 0,94
BY
período
chuvoso
28,0 ± 1,13
BY
37,8 ± 1,03
AY
25,2 ± 1,76
BY
21,4 ± 2,08
BZ
Séston
período
seco
31,3 ± 2,50
AY
37,4 ± 1,24
AY
31,5 ± 2,00
AY
33,2 ± 1,42
AY
período
chuvoso
18,4 ± 0,55
BZ
28,3 ± 1,87
AY
16,5 ± 0,27
BY
20,4 ± 1,62
BY
Ni em 2006
Sedimento
período
seco
27,1 ± 0,44
AY
35,6 ± 3,57
AY
23,8 ± 3,24
AY
29,0 ± 2,66
AY
4.2.11 – Variação espaço-temporal da concentração de Cr em aguapé
(dois anos de amostragem)
As concentrações de Cr no aguapé variaram entre valores abaixo do limite
de detecção da metodologia (LD = 0,07 μg.g
-1
) a 106 ± 2,31 μg.g
-1
. Na folha, a
concentração deste metal não foi detectada para a maioria das amostras, sendo o
maior valor encontrado de 2,67 ± 0,49 μg.g
-1
. Em raízes, os valores variaram entre
4,00 ± 0,26 μg.g
-1
e 106 ± 2,31 μg.g
-1
(Tabela 16).
Para as amostras do rio Imbé, Baixo e Médio RPS, os resultados
estatísticos quanto à variação temporal do primeiro ano de coleta tenderam a se
repetir no segundo ano. Todavia, excluindo-se os resultados das folhas que se
igualaram estatisticamente entre os períodos, apenas Baixo e Médio RPS mostram
um padrão de maior acúmulo no período seco. As amostras do Alto RPS não
51
apresentaram um padrão temporal na bioacumulação de Cr e seus resultados não
se repetiram entre os dois anos (Tabela 16).
As plantas do Médio RPS apresentaram as maiores concentrações de Cr,
sendo as raízes o principal sítio de acúmulo. As amostras do rio Imbé foram as que
apresentaram menor concentração de Cr. As amostras do Baixo RPS, em alguns
casos, equipararam-se às do Alto RPS e às do Alto RPS; na maioria dos casos,
equiparam-se às amostras do rio Imbé (Tabela 16).
A concentração de Cr nas raízes diferiu significativamente da folha (as
únicas exceções foram as amostras do rio Imbé segundo ano de coleta), não
apresentando correlação com o limbo e pecíolo foliares. A razão entre raiz adulta e
limbo foliar, quando o cálculo foi possível, ficou compreendida na faixa entre 2,59 e
100. Raízes adultas e jovens diferiram significativamente na maioria das amostras
(62,5%). Para a maioria dos casos (9 em 10), a raiz adulta apresentou concentração
superior à raiz jovem (a exceção foi a amostra do Médio RPS período chuvoso
2006). O coeficiente de correlação entre as raízes foi significativo e positivo (r =
0,970). A concentração de Cr não diferiu entre o limbo e o pecíolo foliares,
apresentando estas partes da folha correlação positiva (r = 0,657).
4.2.12 – Variação espaço-temporal da concentração de Cr em aguapé, séston e
sedimento em 2006
A média das plantas do RPS apresentou maiores concentrações de Cr no
período seco. A variação temporal na concentração de Cr não ficou bem definida
nas amostras do rio Imbé (Tabela 17). Este resultado do aguapé reforça o que foi
mostrado para dois anos de coleta, exceto para Alto RPS. O séston não apresentou
diferença temporal nas amostras do rio Imbé e Baixo RPS, mas sim nas do Médio e
Alto RPS (maior valor no período seco). O sedimento, nos quatro pontos analisados,
apresentou maior concentração de Cr no período seco (Tabela 17).
Pelo sistema radicular e média da planta, vê-se que a maior concentração
de Cr está na região do Médio RPS, reforçando o que foi mostrado na Tabela 16.
Séston e sedimento apresentaram maior concentração de Cr no Médio RPS durante
o período seco; mas, durante o período chuvoso, esta região equiparou seu valor de
Cr ao do Baixo RPS.
52
Tabela 16. Concentração média de Cr (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo
foliares, raízes jovens e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do Sul) ao final de dois
períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco e março no período chuvoso) em dois anos de coleta. Análise estatística
(Tukey, p < 5%): letras maiúsculas representam a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta (A, B, C, D,
fundo escurecido compara com fundo escurecido e fundo claro com fundo claro); letras minúsculas representam comparação entre as partes
da planta em um mesmo ponto em um mesmo período do ano (a, b, c); Y e Z representam comparação entre os períodos do ano para um
mesmo ponto de coleta.
Cr rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Limbo foliar
1,42 ± 0,23
AbY
< 0,07
AcY
0,49 ± 0,29
AcY
0,09 ± 0,09
AbY
1,30 ± 1,30
AcY
< 0,07
AcY
< 0,07
AbY
< 0,07
AcY
Pecíolo foliar
2,34 ± 1,35
AbY
< 0,07
AcY
0,44 ± 0,44
AcY
0,09 ± 0,05
AbY
1,03 ± 1,03
AcY
0,17 ± 0,17
AcY
0,95 ± 0,28
AbY
< 0,07
AcY
Raiz jovem
12,5 ± 0,36
CaY
4,00 ± 0,28
CbZ
33,2 ± 0,23
BbY
9,00 ± 0,64
BaZ
82,3 ± 1,65
AbY
24,0 ± 1,16
AaZ
10,8 ± 0,63
CaY
4,00 ± 0,26
CbZ
1º ano de coleta
Raiz adulta
11,9 ± 0,53
CaY
10,0 ± 0,48
BaY
45,9 ± 1,58
BaY
9,00 ± 0,40
BaZ
106 ± 2,31
AaY
17,0 ± 1,12
AbZ
10,9 ± 1,10
CaY
7,00 ± 0,80
BaY
Cr rio Imbé
Baixo RPS Médio RPS
Alto RPS
Partes do vegetal
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Limbo foliar
1,64 ± 0,25
AaY
< 0,07
AaY
< 0,07
AcY
< 0,07
AbY
0,80 ± 0,80
AcY
< 0,07
AcY
< 0,07
AbY
< 0,07
AcY
Pecíolo foliar
0,80 ± 0,80
AaY
< 0,07
A.aY
1,07 ± 1,07
AcY
< 0,07
AbY
2,67 ± 0,49
AcY
< 0,07
AcZ
< 0,07
AbY
< 0,07
AcY
Raiz jovem
5,79 ± 0,78
CaY
< 0,07
CaZ
25,3 ± 0,80
BbY
11,8 ± 0,62
BaZ
39,4 ± 1,77
AbY
14,8 ± 0,46
AbZ
2,57 ± 1,38
CbZ
10,4 ± 0,92
BbY
2º ano de coleta
Raiz adulta
4,25 ± 2,00
DaY
3,78 ± 2,00
DaY
30,3 ± 1,25
BaY
11,6 ± 0,97
CaZ
58,0 ± 1,00
AaY
31,4 ± 2,00
AaZ
13,8 ± 0,60
CaZ
18,6 ± 0,42
BaY
53
O sistema radicular apresentou sempre valores muito superiores à parte
aérea não havendo correlação entre eles, ratificando o que fora descrito
anteriormente em dois anos de coleta para o aguapé. A razão raiz/folha ficou na
faixa entre 3,52 e 258. O sistema radicular e a média da planta apresentaram
correlação positiva com o séston (r = 0,923 e r = 0,926, respectivamente). A parte
aérea, sistema radicular e, conseqüentemente, a média da planta apresentaram
correlação positiva com o sedimento (r = 0,778, r = 0,945 e r = 0,956,
respectivamente). Séston e sedimento estão correlacionados positivamente (r =
0,962), sendo a concentração de Cr maior no séston durante o período chuvoso e
maior no sedimento durante o período seco, exceto para Alto RPS.
A ordem decrescente de concentração de Cr nos componentes dos
ecossistemas analisados é: séston > sedimento > sistema radicular > parte aérea.
Tabela 17. Concentração média de Cr (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: três valores do aguapé (parte aérea, sistema radicular e
média da planta) e dois componentes abióticos (séston e sedimento). Os materiais foram
coletados em quatro pontos de coleta (rio Imbé; Baixo, Médio e Alto RPS) ao final de cada
um dos períodos do ano de 2006 (mês de março no período chuvoso e setembro/outubro no
período seco). Análise estatística (Tukey, p < 5%): letras maiúsculas A, B, C, D representam
a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta; Y e Z
representam comparação entre os períodos do ano para uma mesma amostra de um
mesmo ponto de coleta.
rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
período
chuvoso
< 0,07
AY
0,09 ± 0,1
AY
0,07 ± 0,1
AY
< 0,07
AY
Parte aérea
período
seco
1,27 ± 0,50
AY
0,47 ± 0,47
AY
1,62 ± 0,67
AY
< 0,07
AY
período
chuvoso
9,13 ± 0,00
BY
8,75 ± 0,00
BZ
18,1 ± 0,79
AZ
6,87 ± 0,67
BZ
Sistema
Radicular
período
seco
4,47 ± 1,82
DZ
29,6 ± 1,06
BY
55,3 ± 1,01
AY
12,2 ± 0,71
CY
período
chuvoso
3,53 ± 0,17
BY
3,44 ± 0,09
BZ
7,05 ± 0,27
AZ
2,66 ± 0,26
BZ
Média da planta
período
seco
2,51 ± 0,92
CY
11,7 ± 0,37
BY
22,4 ± 0,68
AY
4,70 ± 0,27
CY
período
chuvoso
53,5 ± 4,10
BY
77,5 ± 3,84
AY
74,7 ± 3,22
AZ
50,8 ± 0,43
BZ
Séston
período
seco
47,3 ± 2,12
CY
69,9 ± 0,86
BY
164 ± 3,35
AY
64,3 ± 2,72
BY
período
chuvoso
38,1 ± 0,15
BZ
55,4 ± 0,52
AZ
54,8 ± 2,70
AZ
31,2 ± 0,51
CZ
Cr em 2006
Sedimento
período
seco
56,2 ± 0,15
CY
78,6 ± 0,82
BY
192 ± 9,61
AY
58,2 ± 1,49
BCY
54
4.2.13 – Variação espaço-temporal da concentração de Pb em aguapé
(dois anos de amostragem)
As concentrações de Pb no aguapé variaram entre valores menores que o
limite de detecção da metodologia (LD = 0,01 μg.g
-1
) até 19,9 ± 0,00 μg.g
-1
. Na folha,
a maioria das amostras não teve suas concentrações detectadas, sendo o maior
valor encontrado de 8,87 ± 4,76 μg.g
-1
. As raízes variaram entre valores não
detectados até 19,9 ± 0,00 μg.g
-1
(Tabela 18).
A concentração de Pb nas folhas não diferiu estatisticamente entre os
períodos de coleta. As raízes não mostraram um padrão temporal nos dois anos de
amostragem, exceto para amostras do Baixo RPS as quais apresentam maiores
concentrações de Pb no período seco (Tabela 18).
Em geral, nas raízes das plantas do Baixo e Médio RPS foram observadas
as maiores concentrações de Pb (as amostras do Médio RPS tenderam a apresentar
mais de Pb que as amostras do Baixo RPS), enquanto as amostras rio Imbé e Alto
RPS apresentam as menores concentrações. Nas folhas, as concentrações deste
metal não diferiram estatisticamente quanto ao local de coleta (Tabela 18).
A concentração de Pb na raiz adulta diferiu significativamente da folha para
os 4 pontos amostrados no período seco. No período chuvoso, apenas Médio e Alto
RPS diferem nas concentrações de Pb entre raiz adulta e folha. A razão entre raiz
adulta e limbo foliar, quando foi possível calcular, ficou compreendida na faixa entre
0,56 e 152. A correlação entre raízes e folha não foi significativa. Não foi observado
padrão de acúmulo de Pb entre raiz jovem e raiz adulta. O coeficiente de correlação
entre raízes foi significativo e positivo (r = 0,646). Quando há diferença na
concentração de Pb entre as raízes, a raiz jovem sempre apresentou menor
concentração que a raiz adulta. Não houve diferença estatística entre a
concentração de Pb do limbo e do pecíolo foliares. Estas duas partes da folha não
apresentaram correlação.
55
Tabela 18. Concentração média de Pb (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão nas diferentes partes do aguapé (pecíolo e limbo
foliares, raízes jovens e adultas) coletadas em quatro pontos de coleta (rio Imbé; alto, médio e baixo rio Paraíba do Sul) ao final de dois
períodos do ano (meses de setembro/outubro no período seco e março no período chuvoso) em dois anos de coleta. Análise estatística
(Tukey, p < 5%): letras maiúsculas representam a estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta (A, B, C, fundo
escurecido compara com fundo escurecido e fundo claro com fundo claro); letras minúsculas representam comparação entre as partes da
planta em um mesmo ponto em um mesmo período do ano (a, b, c); Y e Z representam comparação entre os períodos do ano para um mesmo
ponto de coleta.
Pb rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Partes do
vegetal
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
período seco
2005
período
chuvoso 2006
Limbo foliar
0,06 ± 0,03
AcY
0,84 ± 0,68
AaY
0,03 ± 0,03
AcY
0,10 ± 0,10
AaY
0,01 ± 0,007
AcY
0,01 ± 0,007
AbY
< 0,01
AbY
< 0,01
AcY
Pecíolo foliar
0,57 ± 0,004
AcY
3,60 ± 2,49
AaY
0,45 ± 0,38
AcY
2,14 ± 2,01
AaY
1,06 ±
0,27
AcY
1,46 ± 0,98
AbY
0,21 ± 0,21
AbY
< 0,01
AcY
Raiz jovem
5,61 ± 0,18
BbY
0,98 ± 0,20
BaZ
9,13 ± 0,45
AbY
1,43 ± 0,37
BaZ
7,46 ± 0,37
AbY
9,01 ± 0,69
AaY
4,35 ± 0,27
BaY
2,43 ± 0,28
BbZ
1º ano de coleta
Raiz adulta
9,10 ± 0,41
ABaY
4,03 ± 0,96
BCaZ
11,9 ± 1,29
ABaY
1,69 ± 0,66
CaZ
12,6 ± 2,32
AaY
7,60 ± 0,54
AaY
5,65 ± 0,82
BaY
5,63 ± 0,57
ABaY
Pb rio Imbé
Baixo RPS
Médio RPS
Alto RPS
Partes do
vegetal
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
período seco
2006
período
chuvoso 2007
Limbo foliar
< 0,01
AbY
< 0,01
AaY
< 0,01
A
bY
8,87 ± 4,76
AaY
< 0,01
AcY
< 0,01
AcY
3,33 ± 1,75
AbY
< 0,01
AbY
Pecíolo foliar
< 0,01
AbY
< 0,01
AaY
< 0,01
A
bY
< 0,01
AaY
< 0,01
AcY
< 0,01
AcY
< 0,01
A
bY
< 0,01
AbY
Raiz jovem
1,27 ± 1,27
BabY
< 0,01
BaY
9,13 ± 0,58
AaY
< 0,01
BaZ
9,80 ± 1,18
AbY
5,94 ± 0,83
AbZ
< 0,01
BbY
2,95 ± 1,50
ABbY
2º ano de coleta
Raiz adulta
4,20 ± 0,0
CaY
5,17 ± 5,00
AaY
10,2 ± 1,12
BaY
5,00 ± 0,39
AaZ
19,9 ± 0,00
AaY
9,06 ± 1,00
AaZ
11,6 ± 0,74
BaY
12,0 ± 0,85
AaY
56
4.2.14 – Variação espaço-temporal da concentração de Pb em aguapé, séston e
sedimento em 2006
O sistema radicular e a média da planta apresentaram diferença temporal,
com maiores concentrações no período seco, para o material coletado em todo o
RPS. Este resultado corrobora apenas o que foi descrito para o Baixo RPS. As
plantas do rio Imbé não apresentaram diferença dos valores de Pb entre período do
ano (Tabela 19). O séston só apresentou diferença temporal para Baixo RPS, com
maiores valores no período chuvoso. O sedimento revelou diferença temporal, com
maiores valores no período chuvoso, para amostras do rio Imbé, Baixo RPS e Alto
RPS (Tabela 19).
Quanto à análise entre os pontos amostrados, pela média da planta,
observou-se que durante o período seco as amostras do Médio RPS apresentaram
os maiores valores de Pb. Durante o período chuvoso, só foram encontradas
diferença entre as concentrações das amostras do Baixo e do Médio RPS (amostras
do primeiro ponto de coleta com o menor valor e do segundo com o maior valor). A
média das amostras de aguapé do rio Imbé e Alto RPS apresentaram valores
intermediários. Estes resultados diferiram do que foi descrito a partir de quatro partes
da planta em dois anos de coleta. Séston só apresentou diferença entre os locais no
período chuvoso, com a maior concentração no Baixo RPS. O sedimento apresentou
a mesma distribuição espacial em ambos os períodos: maiores concentrações no
Alto e Médio RPS, valor intermediário no Baixo RPS e menor valor no rio Imbé
(Tabela 19).
A parte aérea apresentou menores valores de Pb que o sistema radicular,
exceto no período chuvoso para rio Imbé e Baixo RPS. Sistema radicular e parte
aérea não estiveram correlacionados. Este resultado confirmou o que foi descrito
para as quatro partes vegetais em dois anos de amostragem. A razão entre sistema
radicular e parte aérea, quando possível calcular, variou entre 1,67 e 12,2; esta faixa
de variação foi bem menor que a razão entre limbo foliar e raiz adulta. Não houve
correlação da planta com o séston ou sedimento. Séston e sedimento não se
correlacionaram entre si (Tabela 19).
Em geral, a concentração de Pb entre os componentes ecossistêmicos
analisados apresentou a seguinte ordem decrescente no período chuvoso: séston >
57
sedimento > sistema radicular ≥ parte aérea, e a seguinte ordem no período seco:
séston > sedimento ~ sistema radicular > parte aérea.
Tabela 19. Concentração média de Pb (μg.g
-1
de matéria seca) seguida do erro padrão em
amostras dos ecossistemas fluviais: três valores do aguapé (parte aérea, sistema radicular e
média da planta) e dois componentes abióticos (séston e sedimento). Os materiais foram
coletados em quatro pontos de coleta (rio Imbé; Baixo, Médio e Alto RPS) ao final de cada
um dos períodos do ano de 2006 (mês de março no período chuvoso e setembro/outubro no
período seco). Análise estatística (Tukey, p < 5%): letras maiúsculas A, B, C representam a
estatística para o mesmo período do ano entre os diferentes pontos de coleta; Y e Z
representam comparação entre os períodos do ano para uma mesma amostra de um
mesmo ponto de coleta.
rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
período
chuvoso
2,04 ± 1,11
AY
0,99 ± 0,85
AY
0,64 ± 0,43
AY
< 0,01
AY
Parte aérea
período
seco
< 0,01
AY
< 0,01
AY
< 0,01
AY
1,88 ± 0,98
AY
período
chuvoso
3,59 ± 0,83
BCY
1,65 ± 0,52
CZ
7,80 ± 0,42
AZ
5,17 ± 0,49
ABZ
Sistema
Radicular
período
seco
3,78 ± 0,52
CY
10,0 ± 0,87
BY
18,5 ± 0,40
AY
9,92 ± 0,63
BY
período
chuvoso
2,64 ± 0,47
ABY
1,25 ± 0,34
BZ
3,41 ± 0,39
AZ
2,00 ± 0,19
ABZ
Média da planta
período
seco
1,46 ± 0,20
CY
3,88 ± 0,34
BY
7,15 ± 0,16
AY
4,99 ± 0,81
BY
período
chuvoso
21,3 ± 1,27
BY
89,8 ± 3,55
AY
29,3 ± 1,84
BY
27,3 ± 0,73
BY
Séston
período
seco
19,4 ± 0,47
AY
24,9 ± 3,11
AZ
23,0 ± 0,71
AY
20,8 ± 3,36
AY
período
chuvoso
15,4 ± 0,62
BY
19,3 ± 1,43
ABY
20,7 ± 0,32
AY
23,8 ± 1,50
AY
Pb em 2006
Sedimento
período
seco
2,63 ± 0,33
BZ
8,78 ± 0,69
ABZ
14,7 ± 2,38
AY
14,4 ± 1,85
AZ
58
5 – DISCUSSÃO
5.1 – Parâmetros físico-químicos
O oxigênio dissolvido, a condutividade elétrica e o pH no Baixo RPS
seguiram a variação temporal já descrita em trabalhos anteriores (Salomão, 1999;
Almeida, 2007). Contudo, estes parâmetros não apresentaram padrão de variação
temporal para Médio e Alto RPS revelando que há muitos interferentes nestes locais
de estudo. No rio Imbé, os resultados da faixa de variação de oxigênio dissolvido e
pH estão dentro da documentada por Souza (1997) e Almeida (1998). Porém, a
condutividade elétrica neste estudo esteve abaixo dos valores de Almeida (os quais
estiveram entre 27 e 32 μS.cm
-1
). Os resultados desta dissertação sugerem que, no
período amostrado, o Rio Imbé tenha sofrido um déficit na quantidade de carbonatos
dissolvidos (alcalinidade entre 0,071 e 0,161 meq.L
-1
) uma vez que Souza (1997)
encontrou uma alcalinidade entre 0,115 e 0,199 meq.L
-1
(na época já era
considerada um valor baixo) para este rio.
A alcalinidade do RPS é superior aos valores do rio Imbé, mostrando que o
primeiro ecossistema possui maior capacidade de tamponamento que o segundo. A
baixa alcalinidade do rio Imbé torna este ecossistema mais susceptível às variações
físico-químicas do meio, talvez isto explique a falta de padrão temporal para a
maioria dos metais pesados determinados neste estudo.
A concentração de MPS está dentro da faixa de variação já descrita por
Almeida e Salomão (1998 e 1999) para a região do rio Imbé e Baixo RPS,
respectivamente. O único local que mostrou variação temporal para concentração de
MPS foi o Baixo RPS que seguiu a variação já relatada por outros autores (Salomão,
1999; Almeida, 2007).
Os parâmetros físico-quimicos do RPS se alteraram temporal e espacialmente
não apresentando um padrão comum aos locais de coleta. A exceção foi o Baixo
RPS que mostrou uma variação temporal dos parâmetros físico-químicos que se
repetiu nos dois anos de coleta.
59
5.2 – Metais pesados
Nos parágrafos que seguem, há discussão de padrões comuns na
concentração dos metais pesados em aguapé. Nos subitens de 5.2.1 a 5.2.7, estão
discutidas as particularidades pertinentes a cada elemento.
Entre as partes vegetais, as raízes de aguapé, principalmente as adultas,
mostraram-se como local preferencial de acúmulo de metais pesados, corroborando
com o que a literatura já descreveu para esta e outras espécies (Vesk e Allaway
1997; Oliveira et al., 2001; Vitória et al., 2001; Soltan e Rashed, 2003; Jayaweera et
al., 2007). A razão entre metais pesados na raiz e na folha variou entre os metais,
reforçando o que os autores acima já haviam publicado. Entretanto, os valores de
razão entre sistema radicular e parte aérea mostrados neste estudo revelam que as
concentrações dos metais pesados disponíveis para assimilação estão dentro da
faixa de tolerância do aguapé. Assim, baseado no conhecimento que a literatura
disponibiliza sobre o assunto, sabe-se que: quando metais pesados estão em alta
concentração no ambiente, eles rapidamente são incorporados aos tecidos
radiculares até uma concentração máxima limite. Com concentração próxima ao
limite de retenção da raiz, a planta tende a transportar ativamente metais para parte
aérea fazendo com que a razão entre raiz a parte aérea diminua, podendo chegar a
valores iguais ou menores que 1 (Mazen e Maghraby, 1997/1998; Lytle et al.1998;
Soltan e Rashed, 2003; Jayaweera et al., 2007; Odjegda e Fasidi, 2007). Isto não
ocorreu para nenhuma das amostras analisadas.
Outro ponto a ser destacado é que só houve correlação entre parte aérea
(limbo ou pecíolo foliar) e raiz (jovem ou adulta) para as concentrações de Mn, Fe,
Cu e Zn, reconhecidamente metais pesados que participam do metabolismo vegetal
em significativas concentrações (Taiz e Zeiger, 2004). Ou seja, estes metais, apesar
de serem preferencialmente retidos na raiz, possuem translocação para a parte
aérea correlacionada ao aumento da concentração no sistema radicular. Os metais
pesados que não tiveram correlação entre parte aérea e sistema radicular foram o Ni
— um metal pesado essencial, mas com baixíssimo nível de requerimento para o
desenvolvimento vegetal (ordem de grandeza de ng.g
-1
) — o Cr e Pb (não-
essenciais). Pode-se inferir que metais pesados com ínfima participação no
metabolismo ou não-essenciais são preferencialmente retidos pelo aguapé nas
raízes não havendo translocação para a parte aérea correlacionada às
60
concentrações radiculares. Entretanto, é importante ressaltar também que a
concentração de Ni, Cr e Pb esteve sempre baixa, o que facilita sua
compartimentalização na raiz. Provavelmente esta é uma estratégia que as plantas
desenvolveram a fim de evitar estresse ao aparelho fotossintético das folhas (Matagi
et al., 1996; Weis e Weis, 2004).
Entre raiz adulta e raiz jovem, observa-se que a primeira apresenta maiores
concentrações que a segunda para Mn, Fe, Zn e Cr. A diferença de concentração
dos metais entre as raízes pode ser devida ao tempo de exposição. Assim, a raiz
adulta, por estar há mais tempo exposta aos cátions metálicos livres na coluna
d’água, tende a concentrar mais metais em seus tecidos. Contudo, houve amostras
nas quais as concentrações destes metais se equipararam entre as raízes ou, ainda,
a raiz jovem apresentou maiores valores que a raiz adulta. Isto pode ser devido a
uma maior capacidade de assimilação de metais pesados pela raiz jovem (devido a
um metabolismo mais acelerado) que consegue, por esta capacidade, diminuir ou
superar a diferença de concentração atribuída ao tempo de exposição aos cátions. A
concentração de metais pesados na raiz adulta e jovem revelaram-se
correlacionadas, exceto para Mn. Isto indica que, apesar de haver diferença na
concentração de metais apresentadas entre elas, ambas são aptas a captar metais
pesados da coluna d’água e podem ser tratadas como um só órgão na avaliação de
metais pesados em aguapé.
O limbo e pecíolo foliares não diferiram em suas concentrações para todos
os metais pesados analisados, estando correlacionado para a maioria deles (Mn, Fe,
Cu e Cr). Isto sugere que a folha pode ser tratada como uma única amostra na
determinação de metais pesados, não havendo necessidade de separar o limbo do
pecíolo foliar.
Apenas o Baixo RPS mostrou variação temporal de metais pesados no
aguapé. As concentrações de metais pesados nas plantas tendem a ser maiores no
período seco, exceto para Mn e Zn. Em geral, a associação do metal pesado à
fração particulada inviabiliza sua disponibilidade e, conseqüentemente, a absorção
pelas plantas aquáticas (Weish e Denny 1979, apud Vesk e Allaway, 1997), bem
como a precipitação ou co-precipitação destes metais no sedimento sob a forma de
óxidos, hidróxidos, sais e complexos. No Baixo RPS, a concentração de MPS tende
a aumentar no período chuvoso (Tabela 5) — como já foi divulgado por trabalhos
61
anteriores (Figueiredo 1999, Carvalho et al., 1999, Salomão 1997 e 1999) — assim
como a superfície de contato do material particulado (Almeida et al., 2007). Isto
possibilita maior adsorção de metais. Assim, presume-se que, no período chuvoso,
os metais pesados tendam a estar menos disponível para a planta que durante a
período seco. Outro aspecto importante a ser considerado sobre a varaiação
temporal de metais pesados na região do Baixo RPS foi demonstrado por Salomão
(1997). Neste trabalho o autor relata que durante o período chuvoso há transporte
significativo de metais para o estuário do RPS, e que, durante o período seco, o
Baixo RPS mostra-se como zona de deposição de metais pesados. Esta dinâmica
de transporte de metais pesados foi confirmada em levantamento de dois anos feito
por Carvalho e colaboradores (2002), no qual se destacaram os meses de fevereiro
e janeiro com os de maiores transportes de metais. Logo, apesar de as
concentrações de metais dissolvidos no período chuvoso serem maiores, o tempo
de residência dos metais pesados no ecossistema durante este período é curto
devido ao transporte ser alto; enquanto, no período seco, apesar de haver menores
concentrações de metais dissolvidos, os seus tempos de residência no ambiente são
maiores, permitindo haver uma ciclagem mais intensa destes elementos entre os
diversos compartimentos deste ecossistema.
O Alto RPS não apresenta um padrão de variação temporal para a maioria
dos metais determinados. Provavelmente a ausência de padrão temporal é devida
ao anacronismo entre pluviometria e vazão. A vazão do rio, se não segue o regime
pluviométrico da região, deve estar sendo afetada pelos usos múltiplos da água
feitos pelo homem e por questões topográficas e pedológicas
7
da bacia hidrográfica
desta região que podem fazer com que a água percole no processo de drenagem
atingindo o rio lentamente através do lençol freático. Isto torna o rio susceptível a
muitas influências ao longo de um ciclo hidrológico, podendo vir a descaracterizá-lo.
Os dados físico-químicos reforçam esta hipótese, já que eles não se repetem quanto
às suas variações entre os dois anos analisados (ausência de padrão de temporal)
nesta região.
Em geral, a região do Médio RPS apresentou a maior concentração de
metais nos três materiais analisados (planta, séston e sedimento), o que muito
possivelmente reflete um maior grau de impacto antrópico desta região. Atividades
7
A pedologia é a ciência que estuda o solo e suas matrizes.
62
metalo-siderúrgicas presentes nesta região geram muitos resíduos metálicos que
possivelmente estão escoando para o ecossistema do RPS e entrando na cadeia
trófica por meio da absorção pela flora aquática.
5.2.1 – Manganês
5.2.1.1 – Análise no aguapé
As concentrações de Mn na folha variaram dentro da faixa adequada
descrita na literatura para cultivares: entre 4 e 2000 μg.g
-1
(Malavolta et al., 1997) e
compatível com a sobrevivência do aguapé em condições controladas (Soltan e
Rashed, 2003). Contudo, as concentrações nas raízes (até 20807 ± 646 μg.g
-1
), bem
como a razão entre raiz e folha (até 14,3) estão acima daquelas já documentadas:
1965 μg.g
-1
na raiz e razão raiz/folha em torno de 3 (Soltan e Rashed 2003). Isto
indica que, apesar de o Mn ser um elemento móvel (Taiz e Zeiger, 2004) e essencial
em diversos processos metabólicos nas folhas (Weiland et al., 1975; Packman e
Barber, 1984; Simpson e Robinson, 1984; González et al, 1998; Popelkova
et al.,
2003), a estratégia de reter este metal na raiz é fundamental na manutenção do
equilíbrio das funções vitais na planta. Vale ressaltar que Vesk e colaboradores
(1999) mostraram que a maior parte do Mn detectado nas raízes está na superfície
delas, com concentrações decrescentes ao interior deste órgão. Assim, as altas
concentrações deste metal, principalmente no material coletado no rio Imbé,
apontam a adsorção como responsável por estes altos valores (já que há uma
limitação metodológica para a retirada de material agregado à superfície radicular).
A ausência de correlação entre raiz adulta e jovem talvez seja fruto das diferentes
capacidades de adsorção delas, já que a rizosfera da raiz adulta — baseado em
análise visual — é muito mais desenvolvida que a rizosfera da raiz jovem.
5.2.1.2 – Variação temporal
No material vegetal, o Mn não apresentou um padrão de diferença temporal
entre os períodos seco e chuvoso em dois anos de coleta, exceto para a região do
63
Baixo RPS na qual o material coletado no período chuvoso revelou maior
concentração deste metal.
O fato de o Mn apresentar cinco estados de oxidação naturais (+2, +3, +4,
+6 e +7) torna a dinâmica deste metal no seu ciclo biogeoquímico muito complexa,
ficando difícil estabelecer uma relação causa-efeito (neste caso diferenças físico-
químicas-acúmulo em plantas) devido a grande interação entre os fatores que
podem camuflar o efeito de um fator em particular. Contudo, o resultado do Baixo
RPS aponta para o que a literatura já havia descrito sobre este elemento: maiores
concentrações de Mn no material dissolvido no período chuvoso; e menores, no
período seco, e correlação inversa com a vazão para o Mn ligado à fração
particulada (Salomão, 1999).
Ainda assim, é difícil sugerir exatamente por que a maior transporte de Mn
no período chuvoso para o estuário parece não afetar tanto a assimilação pela
planta como ocorreu com outros metais. Talvez a diferença temporal do Mn no
material vegetal analisado deva-se não aos efeitos durante o período chuvoso, mas
sim à dificuldade de absorção durante o período seco. Almeida (1998) mostrou que
no sedimento do rio Imbé (cujos argilo-minerais formadores tem a mesma origem
geológica daqueles que formam o sedimento da região do Baixo RPS) o Mn
predominava nas fases móveis (trocável, redutível e oxidável) com baixa
percentagem na fase residual
8
. A fração correspondente às fases móveis aumentou
de 80,6% no período chuvoso para 98,6% no período seco. Isto mostra que os
fenômenos de adsorção a superfície dos argilo-minerais e precipitação dos óxidos,
hidróxidos e sais de Mn aumentaram no período seco. Pode-se, assim, inferir que o
Mn, durante o período seco, aumenta sua concentração no sedimento devido à
retirada do metal da fração dissolvida da coluna d’água, diferentemente de outros
metais que poderiam aumentar suas concentrações no sedimento pela entrada de
material particulado alóctone enriquecido por este metal. Estes dados de Almeida
(1998) são reforçados pelo estudo de Salomão no Baixo RPS (1999) no qual a
concentração do Mn dissolvido no período seco esteve abaixo do limite de detecção
8
O metal pesado presente na fase residual de uma extração seqüencial não está disponível para a
assimilação pela biota numa escala de tempo ecológica. A liberação do metal pesado da estrutura
cristalina do argilo-mineral só ocorre numa escala de tempo geológica. Portanto, para fins desta
discussão, o metal presente na fase residual é considerado indisponível para a biota.
64
do aparelho utilizado (LD = 2,0 μg.L
-1
). Vale ressaltar que o limite de detecção para
Mn foi o menor entre todos os metais analisados por este último pesquisador.
A concentração de Mn no sedimento reforça a explicação dada sobre
menores concentrações deste metal nas amostras do Baixo RPS durante o período
seco. A correlação negativa apresentada entre os valores de Mn, nas amostras de
planta e sedimento, sugere que quando a concentração deste metal aumenta no
sedimento superficial, ele está menos disponível para bioassimilação pela flora
aquática. Molisani (1999), estudando o sedimento superficial da região do Baixo
RPS no período seco, mostrou que também houve um predomínio de Mn no
sedimento nas fases móveis (em torno de 80%) e baixíssimas concentrações na
fase residual (cerca de 20%) contrastanto com resultados de outros metais (como
Fe, Ni e Cr) para os quais a fase residual chegou a cerca de 80%. Pereira (2004)
estudando também sedimento superficial do Baixo RPS, no período chuvoso,
encontrou em torno de 78% do Mn na fase residual. Apesar de os anos de
amostragem serem diferentes, o contraste dos resultados de Molisani (1999) e
Pereira (2004) é grande demais para ser justificado apenas pelos efeitos
decorrentes das diferenças hidro-metereológicas interanuais, o que reforça a
hipótese discutida neste estudo de que o Mn dissolvido na coluna d’água precipitaria
no sedimento durante o período seco, sendo remobilizado e exportado no período
chuvoso.
Os dados físico-químicos aqui apresentados reforçam esta discussão, pois
mostraram um pH maior durante o período seco (entre 7,10 e 7,76) bem como maior
concentração de oxigênio dissolvido (6,55 e 6,87 mg.L
-1
). Estes valores de pH e
oxigênio dissolvido favorecem a formação de óxidos e hidróxidos de Mn os quais
são pouco solúveis. Apesar de não ter sido medido o Eh
9
, o resultado de pH e
oxigênio dissolvido tem o mesmo comportamento dinâmico de outros estudos
(Salomão, 1999; Almeida et al. 2007) indicando que, como documentado pelos
autores citados, o Eh nestas condições também favorece a formação de óxidos e
hidróxidos de Mn.
9
O Eh é medida do potencial redox do meio.
65
5.2.1.3 – Variação espacial
A origem do Mn em sistemas naturais ajuda a explicar valores superiores
deste elemento em amostras do rio Imbé. A região do Imbé apresenta acentuado
intemperismo e lixiviação de solos devido à alta pluviosidade na região e por suas
características topográficas (RADAMBRASIL, 1983; Almeida, 1998).
Almeida (1998), em estudo realizado nos compartimentos abióticos dos
sistemas límnicos do rio Imbé e lagoa de Cima, mostrou haver grande concentração
de Mn na fração dissolvida da coluna d’água e na fase móvel dos sedimentos fluvio-
lacustre, bem como nos solos em torno destes ecossistemas. Almeida mostrou que
o nível de Mn está acima daqueles já documentados para o Baixo e Médio RPS.
Este fato, somado a características físico-químicas propícias do meio (ambiente
oxidante, pH levemente ácido) corroboram na compreensão da maior absorção
deste metal pelas raízes de aguapé nesta região de coleta. É notório destacar que
as amostras de água do rio Imbé revelaram sempre menor alcalinidade que o RPS,
indicando uma menor capacidade de tamponamento do meio. Isto favorece a
passagem do Mn de uma forma química a outra pela maior susceptibilidade do meio
às variações de pH e Eh. Com isto, sugere-se que o Mn sofra uma troca mais
intensa entre os compartimentos biogeoquímicos neste ambiente, podendo a planta
se beneficiar disto para absorção.
Os resultados de quantificação de Mn no séston do rio Imbé durante o
período seco reforçam esta discussão, já que este elemento aparece em maiores
concentrações neste ambiente que nas três regiões do RPS (houve correlação
positiva entre a quantidade de Mn no séston e material vegetal).
A maior concentração de Mn no séston durante o período chuvoso no Alto
RPS não se refletiu na planta. Isto aponta para uma menor disponibilidade deste
elemento para a bioassimilação, provavelmente por ele estar majoritariamente
incorporado à matriz dos argilo-minerais da amostra.
66
5.2.2 – Ferro
5.2.2.1 – Análise no aguapé
As concentrações de Fe na folha variaram dentro de uma faixa considerada
adequada na literatura para cultivares: 25 a 1000 μg.g
-1
(Malavolta et al., 1997). Nas
raízes, as concentrações de Fe encontradas foram maiores que as documentadas
para esta espécie: valor máximo de 6707 μg.g
-1
(Jayaweera et al., 2007). Contudo, a
proporção entre concentração na folha e raiz mostra-se compatível com o que estes
mesmo estudos divulgaram (até cerca de 99 vezes mais na raiz que na folha).
Assim, nossos resultados ratificam o comportamento, já descrito, de acúmulo
majoritário de Fe no sistema radicular de aguapé.
Os resultados físico-químicos deste estudo sugerem que o Fe esteja em
suas formas mais oxidadas (Fe
+2
e Fe
+3
) no ambiente o que propicia sua adsorção à
superfície radicular e ligação às paredes das células de tecidos internos da raiz
(Vesk et al., 1999; Jayaweera et al., 2007). Vesk e colaboradores (1999) mostraram
que a concentração de Fe, assim como a de Mn já mencionada, decresceu da
superfície da raiz em direção ao interior deste órgão, estando a maior parte deste
metal adsorvido na parte externa da raiz ou no apoplasto radicular vegetal
(principalmente ligado a parede celular). Este comportamento do Fe em raízes de
aguapé permite que esta planta estoque altas concentrações nas raízes com baixo
transporte para parte aérea — quando comparado a outros metais como Cu e Zn —
causando poucos danos ao metabolismo vegetal.
5.2.2.2 – Variação temporal
A variação temporal do Fe nas amostras vegetais do rio Imbé e Baixo RPS,
com maior acúmulo no período seco e menor no período chuvoso, é explicada pela
deposição deste metal no leito fluvial e conseqüente ciclagem deste metal no
período seco nestes ambientes (Almeida, 1998; Salomão, 1997). Apesar de a
concentração de Fe no material dissolvido do Baixo RPS ser maior no período
chuvoso (Salomão, 1999), um maior transporte deste metal para o estuário ocorre
durante este período (Salomão, 1997; Carvalho et al., 2002). O sistema hídrico do
67
rio Imbé – lagoa de Cima mostrou um padrão semelhante com um aumento do
transporte de Fe (quatro vezes), durante o período de maior vazão (Almeida, 1998).
A correlação positiva das concentrações de Fe entre o aguapé e o
sedimento corrobora com a explicação da diferença temporal observada no Baixo
RPS (maiores concentrações no período seco para ambos os materiais).
Possivelmente, o período de baixa vazão permitiu a deposição de material
particulado rico em Fe (o qual foi carreado para o rio no período chuvoso) no leito
fluvial, causando uma maior retenção do metal no ecossistema. Isto possibilitou uma
maior ciclagem deste elemento químico entre os compartimentos do sistema lótico, o
que privilegiou a acumulação pelo aguapé.
As regiões do Médio e Alto RPS não apresentam um padrão de variação
temporal na concentração de Fe nas amostras de planta em dois anos de coleta
possivelmente devido à constante influência do homem na composição da água do
RPS. Estas influências — principalmente por fontes difusas como solo e atmosfera
— podem mascarar possíveis diferenças entre período seca e chuvosa.
Muito provavelmente, a falta de correlação entre o séston e as partes da
planta seja devida às diferentes fontes de Fe para estes componentes do
ecossistema: o Fe do material particulado tem origem predominantes nos argilo-
minerais cuja matriz cristalina é rica neste metal, enquanto a planta assimila o Fe do
material dissolvido. Assim, por motivos distintos, o séston e o aguapé no Médio RPS
não apresentaram variação temporal: o séston, provavelmente pela ausência de
variação temporal do MPS (Tabela 5); e a planta, possivelmente pelas constantes
intervenções antrópicas neste ecossistema hídrico.
5.2.2.3 – Variação espacial
No aguapé, a maior concentração de Fe, no período seco, foram
encontradas nas amostras do Baixo RPS podendo ser facilmente explicada pelas
características do solo da região, rico em óxido e hidróxido de Fe (RADAMBRASIL,
1983). Todavia, a alta concentração de Fe no período chuvoso no Médio RPS pode
ser atribuída às atividades de indústrias de base (metalurgia e siderurgia) presentes
nesta região. Provavelmente, as contaminações do solo, atmosfera e recursos
68
hídricos gerados por estas indústrias, têm maiores reflexos no período chuvoso no
Médio RPS pelo aumento do escoamento superficial e da deposição atmosférica.
O séston e o sedimento apresentaram distribuições espaciais semelhantes
às da planta. Estes resultados reforçam a pesquisa de Pereira (2004) que obteve
maiores valores de Fe na região do Médio RPS
10
. O Fe nos sedimentos das regiões
do RPS (Molisani, 1999; Pereira, 2004) está em sua maior parte na fase residual
(entre 83% e 99% do total de Fe do sedimento). Isto mostra o quão rico em minerais
ferruginosos são os solos da bacia de drenagem do RPS. Segundo Coetzee (1993),
uma maior concentração de metal pesado na fase residual que nas fases móveis do
sedimento é característica de rios pouco poluídos por metais. Isto ocorreu no estudo
de Pereira, ou seja, é natural da bacia de drenagem do RPS haver muito Fe devido
à composição dos solos. Contudo, observa-se um incremento da fração
correspondente às fases móveis do Baixo para o Médio RPS (de 352 μg.g
-1
para 410
μg.g
-1
). No material dissolvido, os valores de Fe em μg.L
-1
no estudo de Pereira
foram: 191,7 ± 4,4 no Alto RPS, 297,2 ± 8,5 no Médio RPS e 152,1 ± 1,3 no Baixo
RPS. Pelos valores de Fe nas fases móveis e no material dissolvido, infere-se que
houve uma maior inserção de Fe dissolvido no Médio RPS por fonte alóctone,
provavelmente antropogênica, no estudo de 2004. Isto reforça o que já havia sido
indicado pelo material vegetal de nosso estudo.
Séston e sedimento apresentaram concentração de Fe próximas num
mesmo local de coleta e estavam positivamente correlacionados apontando para
uma origem comum dentro dos processos geoquímicos de gênese.
5.2.3 – Cobre
5.2.3.1 – Análise no aguapé
Na folha, as concentrações de Cu variaram numa faixa dentro do que a
literatura mostra para cultivares: entre 5,00 μg.g
-1
e 50,0 μg.g
-1
(Malavolta et al.,
1997). As concentrações nas raízes também estão dentro do que já foi documentado
como compatível à sobrevivência desta planta (até 2110 μg.g
-1
), enquanto a razão
10
O estudo de Pereira (2004) foi feito durante o período chuvoso ao longo de toda e extensão do
RPS.
69
entre raiz e folha ficou muito abaixo do que a literatura descreve (Vesk e Allaway,
1997; Soltan e Rashed, 2003). Possivelmente, as concentrações de Cu disponíveis
no meio sejam baixas, não havendo retenção/compartimentação deste metal no
sistema radicular. O contraste de não haver correlação entre sistema radicular e
parte aérea para as amostras de 2006 e haver correlação entre raiz adulta e pecíolo
foliar bem como entre raiz jovem e limbo/pecíolo foliares em dois anos de
amostragem apontam para a importância de estudos de longo prazo principalmente
para elementos com baixa concentração no ambiente.
5.2.3.2 – Variação temporal
A falta de padrão temporal na bioacumulação de Cu para a maioria das
regiões de coleta pode ser devida a uma baixa concentração deste metal disponível
no meio em ambas os períodos. O fato de a média da planta possuir valor inferior de
Cu que o séston e o sedimento reforça a idéia de que o aguapé está submetido a
baixas concentrações deste elemento na forma disponível.
Vesk e Allaway (1997) mostraram que o fator de bioconcentração de Cu
(por regressão linear Ln transformada) é 4,95 a partir das concentrações deste
elemento na planta e na fração silto-argilosa do sedimento de fundo em ambientes
impactados por fonte poluidora de Cu. Estudos realizados no RPS e rio Imbé não
detectaram Cu na fração dissolvida da água (Almeida, 1998; Salomão, 1999;
Pereira, 2004). Estes dados reforçam a discussão aqui feita, baseada nos dados de
aguapé, de baixa disponibilidade de Cu para bioassimilação.
As amostras de aguapé do Baixo RPS indicaram variação temporal com
maior acúmulo de Cu durante o período seco. Estudos com MPS mostraram maior
concentração deste elemento no período chuvoso em trabalhos no Baixo RPS
(Salomão, 1997 e Carvalho et al., 1999). Este comportamento também foi descrito
para o Fe nestes estudos. Contudo, pelo conhecimento vigente na literatura, sabe-se
que o Cu tende a co-precipitar na presença de Fe (seguindo a dinâmica deste) e a
fazer fortes ligações com O, N e P (típicos elementos químicos da matéria orgânica)
(Matagi et al., 1998). Os dados dos parâmetros físico-químicos deste estudo
sustentam este raciocínio (pH entre levemente ácido e neutro no período chuvoso e
ambiente oxidante). Desta forma, sabendo-se que tanto a concentração de Fe no
70
MPS (Carvalho et al., 1999) quanto a área superficial do mesmo (Almeida et al.
2006), concentração de carbono e nitrogênio orgânico dissolvido (Figueiredo, 1999)
são maiores no período chuvoso, infere-se que o Cu esteja menos disponível para
as plantas do Baixo RPS neste período devido ao transporte deste elemento em
associação com o Fe, MPS e material orgânico dissolvido. Como para os demais
metais, o Cu também mostrou significativo transporte no período chuvoso (Salomão,
1997, Carvalho et al., 2002) reforçando esta hipótese. A maior bioacumulação de Cu
no período seco, assim como foi explicado para o Fe, está provavelmente
relacionada à retenção e ciclagem destes metais pesados no Baixo RPS no período
de baixa vazão fluvial.
5.2.3.3 – Variação espacial
As concentrações equivalentes de Cu nas amostras vegetais do Baixo,
Médio e Alto RPS apontam para quantidades próximas deste elemento na fração
dissolvida bem como uma fonte antropogênica de inserção deste elemento no
ecossistema do RPS. Como os resultados do RPS tendem a diferir do rio Imbé,
infere-se que o esgoto doméstico e industrial — grandes contribuidores de Cu para
ecossistemas aquáticos (Förstner e Wittman, 1983) que não estão presentes no
ecossistema controle — sejam a principal fonte de Cu para o RPS, apesar de
trabalhos anteriores apontarem outras fontes importantes como fungicidas agrícolas
(Salomão et al., 1999).
5.2.4 – Zinco
5.2.4.1 – Análise no aguapé
As concentrações de Zn na folha variaram numa faixa maior que a literatura
mostra para cultivares: entre 5,00 μg.g
-1
e 200 μg.g
-1
(Malavolta et al., 1997). No
entanto, as concentrações de Zn, na folha e nas raízes estão dentro dos valores já
descritos para esta planta (Soltan e Rashed, 2003; Lu et al., 2004) apesar de as
maiores concentrações em folha e raízes serem críticas para este elemento. A razão
entre concentração de Zn na raiz adulta e limbo foliar mostrou ampla faixa de
71
valores (Tabela 22), mas o mesmo não ocorreu para a razão raiz/folha no ano de
2006, embora sempre as concentrações fossem significativamente maiores nas
raízes conforme já descrito na literatura (Soltan e Rashed, 2003; Lu et al., 2004). Os
dados de Soltan e Rashed (2003) e Lu et al. (2004) mostraram que o aguapé não
consegue reter preferencialmente o Zn nas raízes quando as concentrações no meio
são muito altas, (iguais ou maiores que 40 mg.L
-1
). O excesso de Zn em plantas
contribui para sintomas claros de estresse nas folhas como amarelecimento
(Agarwala et al., 1977; Peterson et al., 1979; Raboy e Dickinson, 1984). Como nosso
material vegetal não apresentou sintomas de estresse em nenhum caso (análises
ecofisiológicas mostraram que a planta está com metabolismo fotossintético
saudável; Pinto, dados não publicados obtidos por comunicação pessoal em 2008),
infere-se que as concentrações de Zn disponíveis para a planta estavam numa faixa
considerada normal para o seu crescimento.
5.2.4.2 – Variação temporal
A falta de padrão temporal de acúmulo de Zn nas plantas de aguapé em
três (rio Imbé, Baixo e Médio RPS) das quatro regiões amostradas sugere que a
variação temporal do Zn na coluna d’água (Gonçalves, 2003; Carvalho et al. 1999;
Salomão, 1999) não se refletiu claramente na flora aquática. Algumas possíveis
explicação para isto seriam:
1- A competição com outros íons no processo de absorção — metálicos ou
não-metálicos — interferiu na bioacumulação deste metal (Sunda e Huntsman, 1996;
Stewart e Malley, 1999; Österås e Greger, 2006). Todavia, os resultados de Odjeba
e Fasidi (2007) não reforçam esta especulação já que mostram que o Zn apresentou
o maior fator de bioacumulação (em torno de 2000) entre oito metais analisados (Ag,
Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn). Estes dados reforçam o que já havia sido publicado por
Soltan e Rashed (2003), que mostraram maior fator de bioacumulação para Mn e Zn
(em torno de 2000) numa mistura de oito metais (Cd, Co, Mn, Ni, Cr, Cu, Pb e Zn);
2- As concentrações do Zn no material dissolvido são muito baixas,
tornando a dinâmica deste metal pesado no ambiente susceptível a variações em
pequena escala, como o retorno do metal à coluna d’água por solubilização
propiciada pela ação de microorganismos decompositores no sedimento superficial
72
(MacFarlane et al., 2003; Weis e Weis, 2004). Talvez esta explicação seja plausível
para o rio Imbé no qual a concentração de Zn dissolvido em estudo anterior não foi
detectada (LD = 9,0 ppb; Almeida, 1998). No entanto, os resultados de Pereira
(2004) mostram concentrações de Zn no material dissolvido com ordem de grandeza
em ppb para as três regiões do RPS (154,2 ± 2,8 no Alto RPS; 143,8 ± 2,8 no Médio
RPS e 63,6 ± 0,9 no Baixo RPS);
3- Resta, então, como hipótese alternativa que as ações antrópicas de
despejo de Zn diretamente no RPS ou em sua bacia de drenagem não permitiram
observar um padrão de variação temporal clara deste elemento ao longo dos dois
anos de amostragem.
As amostras do Alto RPS foram as únicas exceções, com maiores valores
no período chuvoso. Contudo, é bom ressaltar que os dados hidro-meteorológicos
mostram que, no período seco, o RPS nesta região apresentou os maiores valores
de vazão e durante o período chuvoso os menores; ou seja, a concentração de Zn
em plantas foi maior no período de baixa vazão. Pereira (2004) mostrou que os rios
Buquira e Paraitinga (afluentes do Alto RPS) apresentam o Zn como o metal pesado
de maior concentração na fração dissolvida. É possível que este metal dissolvido
atinja os rios desta bacia hidrográfica pelo lençol freático durante o período seco.
Assim, uma maior concentração de Zn estaria disponível para a bioassimilação
durante o período de baixa vazão.
5.2.4.3 – Variação espacial
Em dois anos de amostragem, as plantas revelaram maior concentração de
Zn no Médio RPS. Porém, os resultados do ano de 2006 mostram maior
concentração de Zn no período chuvoso no Alto RPS e no período seco no Médio
RPS. Os resultados de Pereira (2004), com material particulado durante o período
chuvoso, revelam o mesmo padrão que o encontrado neste estudo para o séston e o
aguapé no ano de 2006: maiores concentrações no Alto RPS. A correlação positiva
existente entre os valores de Zn no séston e partes da planta apontam para uma
grande participação de Zn nas formas móveis no material particulado (adsorvido à
superfície do material); ou seja, a quantidade de Zn no ambiente aumenta
principalmente na material dissolvido refletindo concomitantemente no MPS e na
73
planta. Por isto, Médio e Alto apresentaram maiores valores que Baixo e Imbé: o Zn
dissolvido nestas regiões é maior (Pereira, 2004).
Molisani (1999) mostrou que a maior parte do Zn, no sedimento superficial,
está nas fases móveis (>50%). Entretanto, este resultado não corrobora com as
medições feitas por Pereira (2004). Possivelmente os resultados de Pereira tenham
subestimado a concentração de Zn nas fases móveis já que a metodologia
empregada pelo autor extrai o metal ligado à superfície dos argilo-minerais
principalmente por fenômeno de adsorção, ou seja, a fase trocável. Como Molisani
utilizou um protocolo mais refinado extraindo quatro fases seqüencialmente, seu
dados certamente refletem melhor as reais condições de associação do Zn ao
sedimento superficial. Tendo isto em vista, é possível inferir que o RPS apresenta
significativa inserção antrópica de Zn, já que na literatura há autores que defendem
que o predomínio de metal nas fases móveis advém da inserção feita pelo homem
de metal na forma dissolvida, o que acarreta associação ao sedimento superficial
por fenômenos de precipitação/co-precipitação e adsorção (Calmano e Förstner,
1983; Fiszman et al., 1984; Coetzee, 1993). Assim como o Fe, o Zn é rejeito de
muitos processos das indústrias de base (metalurgia e siderurgia) que se encontram
instaladas próximas ao local de coleta ou dentro da bacia de drenagem do RPS,
principalmente na região do Médio RPS.
5.2.5 – Níquel
5.2.5.1 – Análise no aguapé
Na folha e raízes, as concentrações de Ni estiveram muito abaixo dos
limites máximos já observados para esta planta: até 121 μg.g
-1
nas folhas e até 1210
μg.g
-1
nas raízes (Soltan e Rashed, 2003); com as maiores concentrações
encontradas nas raízes, conforme também já documentado anteriormente (Soltan e
Rashed, 2003). Odjegba e Fasidi (2007) mostraram menor limite de tolerância do
aguapé a Ni (até 40 μg.g
-1
nas folhas e até cerca de 400 μg.g
-1
nas raízes). Isto pode
ser devido à fonte de Ni utilizada, pois Odjegba e Fasidi (2007) usaram sulfato de
níquel II anidro (NiSO
4
) enquanto Soltan e Rashed (2003) usaram nitrato de níquel II
hexa-hidratado (Ni(NO
3
)
2
.6H
2
O).
74
Soltan e Rashed (2003) mostraram uma razão na concentração de Ni entre
raiz e folha menor que dois quanto as plantas apresentavam estresse morfológico
(este experimento durou 10 dias entre cultivo e colheita). Odjegba e Fasidi em 2007
mostraram que o Ni é o segundo metal de menor tolerância em aguapé — a menor
tolerância entre todos os metais determinados por eles foi ao Hg — suportando
soluções com concentração entre 0,1 e 1,0 mmol.L
-1
(21 dias de cultivo). Como
nosso material não apresentou nenhum sintoma de estresse morfológico ou
fotossintético (Pinto, dados não publicados obtidos por comunicação pessoal em
2008) e a razão entre raiz e folha foi sempre maior que 3, sugere-se que as
concentrações de Ni disponíveis nos ambientes analisados são toleráveis ao
metabolismo do vegetal.
5.2.5.2 – Variação temporal
O Ni só mostrou padrão de variação temporal nas amostras do Baixo RPS.
Este metal, assim como relatado para os outros metais pesados, faz associação com
a fração silto-argilosa do MPS e sedimento bem como com óxidos e hidróxidos de
Fe e Mn que são abundantes na região do Baixo RPS (RADAMBRASIL, 1983;
Molisani, 1999; Salomão, 1999). Como já comentado anteriormente, o aumento do
escoamento superficial aumenta a concentração de MPS na coluna d’água bem
como óxidos e hidróxidos de Fe e Mn durante o período chuvoso no Baixo RPS. Isto
promove maior indisponibilização do Ni para assimilação pelas plantas pela maior
interação no MPS bem como pela transporte de MPS-Ni para o estuário marinho
(Salomão, 1997).
Outro aspecto que ajuda a explicar a maior bioacumulação de Ni no período
seco é a existência de correlação entre planta e sedimento. Por esta correlação,
podemos inferir que durante o período de baixa vazão, quando a maior parte do
MPS é depositada no leito do rio (Salomão, 1997; Carvalho, 2002), o metal que está
associado à matéria orgânica particulada pode ser disponibilizado para a coluna
d’água por processos de decomposição e solubilização, propiciando um maior fluxo
do metal entre os compartimentos fluviais. Isto favorece a acumulação pela planta.
Ao mesmo tempo, a sedimentação de argilo-minerais (os quais possuem cerca de
90% de Ni na fase residual; Molisani, 1999) aumenta a concentração de Ni no
sedimento.
75
5.2.5.3 – Variação espacial
As concentrações de Ni foram maiores nas plantas coletadas no Baixo e
Médio RPS. Os resultados de séston e sedimento mostraram maiores valores no
Baixo RPS. Os resultados de Molisani (1999) em sedimento superficial do Baixo
RPS mostram que a maior parte do Ni está na estrutura cristalina da fração silto-
argilosa, o que levou o autor a inferir que este ambiente não está contaminado por
Ni. Os resultados apresentados nesta dissertação também mostram que os valores
de Ni na planta são, na maioria dos casos, menores que os valores deste metal no
séston e no sedimento. Somado a isto, observa-se que, durante o período chuvoso,
algumas amostras do RPS (limbo foliar, pecíolo foliar e raiz adulta em 2006 e limbo
foliar, pecíolo foliar e raiz jovem em 2007) são estatisticamente iguais às do rio Imbé.
A partir destas observações, é possível dizer que, quanto ao Ni, as concentrações
no RPS estão próximas àquelas de ecossistemas pouco perturbados pelo homem.
5.2.6 – Cromo
5.2.6.1 – Análise no aguapé
As concentrações de Cr na folha e raízes estiveram dentro da faixa tolerável
que literatura já descreveu para o aguapé: até 58,0 μg.g
-1
nas folhas e até 1950
μg.g
-1
nas raízes (Soltan e Rashed, 2003); com as maiores concentrações
encontradas nas raízes, conforme também já documentado anteriormente (Soltan e
Rashed, 2003; Mangabeira et al., 2004; Odjeba e Fasidi, 2007). Lytle e
colaboradores (1998) mostraram que plantas cultivadas em solução de Hoagland
(1/4x) com adição de Cr
+6
(10 mg.L
-1
) apresentaram entre 60 e 90 vezes mais Cr nas
raízes que na parte aérea. Numa mistura de oito elementos em soluções com
concentrações crescentes (entre 1,00 mg.L
-1
e 100 mg.L
-1
) nas quais a espécie
química era Cr
+3
, Soltan e Rashed (2003) mostram que a razão entre raiz e folha
variou entre 0,72 e 34, sendo que na solução de concentração 10 mg.L
-1
, a razão foi
de 5,05. Nesta dissertação, a razão de Cr entre raiz e folha oscilou bastante, mas
dentro da faixa já descrita na literatura (Soltan e Rashed, 2003). O valor extremo da
razão raiz/folha (258) ocorreu no Médio RPS, apontando para a contaminação da
76
região por Cr (dado discutido mais à frente). No entanto, este valor de 258 superou
em muito o extremo de 100 na razão entre raiz adulta e limbo foliar. Isto aponta para
a importância do pecíolo e da raiz jovem no cálculo da concentração média de
metais na planta, não devendo ser desprezadas suas contribuições.
Os resultados de Lytle et al. (1998) apontaram que o Cr
+6
é reduzido antes
do processo de transporte transmembrânico por redutases membranares à forma
Cr
+3
e que, nos tecidos internos da raiz, a forma encontrada era apenas Cr
+3
. Neste
trabalho, outras espécies químicas de Cr não foram detectadas, apesar de o
equipamento utilizado estar calibrado para detectar Cr
+5
também. Sendo assim, não
compete discutir sobre a influência de diferentes espécies química de Cr em sua
absorção e translocação, já que o Cr é reduzido à forma trivalente para ser
absorvido.
O que possivelmente determina a localização do Cr na planta é seu estado
energético-metabólico e concentração no meio ambiente. Nas raízes, o Cr fica ligado
à parede celular e vasos do xilema, formando depósitos na região apoplástica
(Mangabeira et al., 2004), enquanto no limbo e pecíolo foliares, este elemento
aparece aquoso e formando cristais, principalmente de oxalato (Lytle et al., 1998).
Este mesmo estudo mostrou ainda que o aguapé tem a capacidade de excluir Cr,
secretando-o na forma de cristais de oxalato pela epiderme abaxial.
5.2.6.2 – Variação temporal
Para a discussão acerca de variação temporal na bioacumulação de Cr nas
amostras analisadas, apenas as concentrações nas raízes sugerem padrão de
distribuição temporal, já que para a maioria das amostras, as concentrações nas
folhas não diferiram entre os períodos do ano. A ausência de padrão temporal, nas
concentrações de Cr para o rio Imbé durante o período de amostragem, indica que
as concentrações deste elemento neste local são muito baixas, tornando a
disponibilidade de Cr muito susceptíveis às diversas interferências do meio
(conforme já discutido para Zn).
A bioacumulação de Cr nas amostras do Baixo RPS e Médio RPS, com
maiores concentrações no período seco, possivelmente tem a mesma explicação
dada para outros metais: o aumento da deposição de MPS e tempo de residência de
77
metais pesados durante o período de baixa vazão fluvial possibilitam maior ciclagem
dos metais pesados entre os compartimentos ecossistêmicos. Para estas regiões do
RPS, o sedimento apresentou um padrão temporal interessante: a maior
concentração de Cr no sedimento ocorreu durante o período seco. Isto corrobora
com o que já é conhecido sobre a dinâmica de deposição de MPS durante o período
seco e ressuspensão do mesmo durante o período chuvoso (Salomão, 1997 e 1999;
Carvalho et al., 1999 e 2002). Contudo, os valores elevados de Cr nas raízes de
aguapé do Médio RPS, somados à correlação positiva entre séston e o sistema
radicular/média da planta e entre séston e sedimento, apontam para uma entrada
anormal de Cr no material dissolvido em 2005 que se depositou no período seco
deste ano (circulando entre os compartimentos do ambiente neste período). Com o
aumento da pluviometria e vazão em 2006, este material foi ressuspenso e boa
parte do Cr foi exportada para fora da região, fazendo as concentrações deste
elemento no período seco de 2006 caírem em relação ao ano anterior na planta.
Conforme já discutido, o Alto RPS não apresentou uma variação de vazão
que acompanhasse a pluviometria, sujeitando o ciclo hidrológico desta região a
muitas influências. Talvez isto impossibilite a existência de padrão temporal.
5.2.5.3 – Variação espacial
As concentrações de Cr nas raízes de plantas coletadas no Médio RPS
sobressaíram em relação a outras regiões. Pereira (2004) só encontrou Cr na fase
residual no Médio RPS (LD = 7,45 ng.g
-1
), levantando a hipótese de um despejo
pontual de Cr no ano de 2005 quando as maiores concentrações deste elemento
nas amostras vegetais foram encontradas. Os resultados de séston e sedimento
superficial em 2006 também revelaram maiores concentrações de Cr no Médio RPS,
principalmente no período seco, com correlação positiva entre estes compartimentos
e a planta, corroborando para a compreensão de que o ambiente lótico do Médio
RPS foi significativamente impactado por Cr no primeiro ano de coleta. No entanto,
não houve nenhum registro na SEMADS ou em seus órgãos de fiscalização de
acidente ou despejo ambiental envolvendo Cr na região do Médio RPS no ano de
2005, embora haja informação de que os rejeitos da Companhia Siderúrgica
Nacional (CSN) contaminados com ácido crômico (H
2
CrO
4
) não recebam tratamento
adequado e sejam possivelmente lançados no RPS em caráter esporádico (dados
78
obtidos por comunicação pessoal através de conversa informal com os aposentados
da CSN durante o período de coleta em Volta Redonda).
Assim como o Fe e Zn, Cr é rejeito de processos das indústrias de base
(metalurgia e siderurgia) que se encontram instaladas próximas ao local de coleta ou
dentro da bacia de drenagem do RPS na região do Médio RPS. Vale destacar que
as concentrações deste elemento nas raízes jovem e adulta de plantas do Médio
RPS período seco 2005 (82,3 ± 1,65 μg.g
-1
e 106 ± 2,31 μg.g
-1
respectivamente) são
próximas aos valores encontrados para raízes desta mesma espécie vegetal para
rios nas quais as concentrações são anormalmente altas: 70 μg.g
-1
rio Cachoeiras,
Brasil (Mangabeira et al., 2004) e 100 ± 9 μg.g
-1
rio Nilo, Egito (Soltan e Rashed,
2003).
5.2.7 – Chumbo
5.2.7.1 – Análise no aguapé
As concentrações de Pb na folha e raiz estão muito abaixo dos limites que
esta planta suporta já averiguados: até 1030 μg.g
-1
nas folhas e até 34950 μg.g
-1
nas
raízes (Soltan e Rashed, 2003) com as maiores concentrações encontradas nas
raízes, conforme também já documentado anteriormente (Vesk e Allaway, 1997;
Soltan e Rashed, 2003). Para as amostras que apresentaram Pb nas folhas, a razão
entre raiz e parte aérea — retirando o valor extremo de 152 — ficou dentro da faixa
já descrita (Soltan e Rashed, 2003).
Vesk et al. (1999) mostrou que o Pb no aguapé fica localizado em placas de
depósito deste metal no citoplasma de células da medula da raiz. Estes autores
sugerem que, assim como o Cu, o Pb se ligue à parede celular das células do xilema
durante o processo de transporte, impedindo que a maior parte deste elemento seja
efetivamente translocado até a folha. Vale ressaltar, que de todos os elementos já
quantificados em aguapé descritos na literatura, o Pb, juntamente com o Fe, é o
metal com menor translocação para a parte aérea (Vesk e Allaway, 1997; Soltan e
Rashed, 2003; Chua, 1998; Jayaweera et al., 2007). Todavia, Mazen e
colaboradores (1997/98) mostraram que após 10 dias de exposição em
79
concentrações entre 5 e 100 mg.L
-1
, o aguapé transloca entre 20 e 30% do Pb para
a parte aérea na qual ele fica associado a cristais de oxalato de cálcio.
5.2.7.2 – Variação temporal
O Pb não mostrou um padrão de variação temporal, exceto para o Baixo
RPS. Salomão (1999) em estudo no Baixo RPS, mostrou que a concentração de Pb
não apresentava correlação com a vazão do rio. Mas pelo coeficiente de partição
geoquímico, o autor mostrou que quando este elemento aparecia na fração
dissolvida, esta fração era o principal veículo de transporte deste metal no ambiente.
Isto explica a ausência de correlação apresentada por nossos resultados entre o
material vegetal e o séston ou sedimento: o Pb pouco se liga ao MPS quando
aparece na forma dissolvida no ambiente, e conseqüentemente ao sedimento.
Salomão (1999) inferiu que a presença de Pb no ambiente deve-se principalmente a
intervenções antrópicas pontuais. Este resultado corrobora com os estudos de
Molisani (1999) com sedimento superficial, no qual as fases móveis representavam
cerca de 60% do Pb da fração silto-argilosa. Maior valor de Pb na porção
biodisponível do sedimento também foi encontrado por Malm (1986) estudando a
região do Médio RPS. Entretanto, Pereira (2004) não obteve os mesmos resultados
em sedimento: a fase residual apresentou valores superiores à porção biodisponível
(embora haja limitações na metodologia que este autor empregou na extração
seqüencial do sedimento, conforme já discutido anteriormente). Possivelmente, a
variação temporal de Pb no Baixo RPS (maior acúmulo na planta durante o período
seco) deva-se aos mesmos mecanismo descritos para os outros metais, fugindo a
variação temporal de Pb destes dois anos de estudo daquela proposta por Salomão
em 1999.
5.2.7.3 – Variação espacial
As maiores concentrações de Pb foram encontradas no Médio RPS
seguidas no Baixo RPS, no Alto RPS e por fim no rio Imbé. As maiores
concentrações de Pb no aguapé, nos três pontos do RPS em relação ao rio Imbé,
podem ser explicadas por fontes difusas (Suschka et al., 1994), como aquelas
relacionadas às atividades siderúrgicas (como produção e processamento de tintas
80
e óleos lubrificantes). Malm (1986) já havia relatado níveis anormais de chumbo,
associando-os às atividades das indústrias de base e fontes difusas. Vale lembrar
que o chumbo é um dos metais que tendem a ficar em ambientes aquáticos por mais
tempo; pois, entre outras características, este metal pesado forma sais e outros
compostos químicos (como complexos e associações de Pb a moléculas orgânicas)
muito pouco solúveis que ficam retidos nos sedimentos e em plantas aquáticas em
níveis críticos, podendo ser caracterizado seus históricos de concentração no
ambiente tanto pela bioconcentração em macrófitas quanto por testemunho
sedimentar (Vesk e Allaway, 1997; Peltier et al., 2003).
No entanto, como já dito anteriormente, as concentrações de Pb detectadas
no RPS estão abaixo daquelas documentadas em outros trabalhos (Vesk e Allaway,
1997; Soltan e Rashed, 2003), mostrando que pelo menos para a flora fluvial, o Pb
não representa um risco.
81
6 – CONCLUSÃO
Quanto à variação espaço-temporal de metais pesado na planta, séston e
sedimento:
9 Limbo e pecíolo foliares não diferiram entre si para a maioria das
análises, estando na maioria das vezes correlacionados. Assim,
concluímos que a folha de aguapé pode ser processada para
determinação de metais pesados como uma amostra única, não
havendo necessidade de separação entre suas partes;
9 As raízes (jovem e adulta) foram os principais locais de acúmulo de
metais pesados no aguapé;
9 Os metais pesados analisados seguiram a mesma escala decrescente
de concentração no ambiente e no aguapé, ou seja, os metais que
apareceram em maior concentração no séston e sedimento também
apareceram em maior concentração na planta;
9 A região do Baixo RPS apresentou padrão de dinâmica sazonal de
metais pesados biodisponíveis: Fe, Cu, Ni, Cr e Pb com maiores
concentrações na período seca e Mn no período chuvosa;
9 Os metais que se mostraram menos biodisponívies por estarem em
maior concentração no séston e sedimento foram: Fe, Cu, Zn no rio
Imbé e Baixo RPS, Ni, Cr e Pb;
9 Os metais que se mostraram mais biodisponíveis por estarem em
maiores concentrações no aguapé que nos componentes abióticos
analisados foram: Mn e Zn no Médio e Alto RPS.
82
Quanto às concentrações de metais pesados nos ecossistemas estudados:
9 A região do Médio RPS mostrou altas concentrações de Cr no ano de
2005;
9 As regiões do Médio e Alto RPS revelaram concentrações críticas de
Zn no ecossistema do RPS;
9 Apesar dos altos valores de Fe e Mn (principalmente no rio Imbé e
Baixo RPS), estes metais não podem ser considerados contaminantes
uma vez que é natural existirem, nos solos das bacias de drenagem
dos ecossistemas estudados, elevadas concentrações de Fe e Mn;
9 O metais pesados Cu, Ni e Pb estão dentro dos limites toleráveis nos
ambientes estudados.
83
7 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
Raízes jovem e adulta diferiram quanto ao acúmulo para alguns metais. Os
resultados indicaram que quanto maiores as concentrações de metal pesado no
meio, maior a diferença entre as raízes. Contudo, na maioria dos casos, estas raízes
estavam correlacionadas. Assim, sugerimos que para uma análise, na qual se
objetivem apenas determinar as concentrações de metais numa perspectiva
morfológica, a separação entre estas raízes se faz desnecessária; no entanto, se o
objetivo da pesquisa for determinar concentrações de metais pesados em nível
tecidual ou celular, é oportuno separar raiz jovem de raiz adulta para obtenção de
resultados mais precisos e acurados.
A diferença entre os períodos seco e chuvoso na bioacumulação de metais
em aguapé no Baixo RPS parece ser mais influenciada pelo tempo de retenção do
metal no sistema e forma sobre a qual se apresenta (livre, associado a MPS,
complexado a moléculas orgânicas dissolvidas ou associado ao sedimento) do que
propriamente às suas concentrações totais no meio. Logo, sugerimos que
paralelamente a um estudo no qual haja extração seqüencial de metais no
sedimento ou MPS, seja feita a determinação destes elementos em material
biológico para que haja subsídios mais acurados na discussão sobre a
disponibilidade dos mesmos para a biota.
O rio Imbé, Médio RPS e Alto RPS não apresentaram um padrão de
variação temporal claro para a maioria dos metais pesados analisados. No primeiro
caso, possivelmente a pequena vazão deste rio e baixa capacidade de
tamponamento do meio (alcalinidade baixa) comparado ao RPS tornou este
ecossistema muito vulnerável a oscilações físico-químicas que se refletem na
disponibilidade de metais para a assimilação pela flora aquática. Já as regiões do
Médio e Alto do RPS sofrem grande influência humana. Os resultados sugerem que
a ausência de um padrão de variação temporal de metais pesados nestes
ecossistemas seja devida a intervenções antrópicas por emissões de fontes pontuais
e/ou difusas que mascaram a dinâmica natural a qual possivelmente ocorreria neste
ambiente. Vale ressaltar ainda que houve um descompasso entre pluviometria e
vazão no Alto RPS o que possivelmente corroborou para a ausência de padrão entre
os períodos seco e chuvoso.
84
O Médio RPS mostrou-se como a região de maior concentração ambiental
para a maioria dos metais analisados. Isto reflete as condições degradantes às quais
o ecossistema está submetido nesta região. Muito possivelmente estas condições
são devidas às atividades siderúrgica e metalúrgica, bem como atividades
complementares a estas, que existem em larga escala nesta região impactando o
ecossistema lótico do RPS com altos níveis de metais pesados. Sob esta ótica,
devem-se destacar as concentrações de Cr no aguapé coletado no Médio RPS, que
ficaram próximas às concentrações encontradas em plantas que cresceram em
águas de rios reconhecidamente contaminadas por este metal.
O rio Imbé pode ser considerado pouco impactado pela suas concentrações
baixas de metais quando comparados ao RPS neste estudo e a outros rios tropicais
em trabalho anterior (Almeida, 1998). Contudo, os altos valores de Mn e Fe,
principalmente Mn, mostram que a composição de metais num ecossistema aquático
é muito influenciada pela composição dos solos de sua bacia de drenagem.
As grandes diferenças nas concentrações de metais pesados entre as três
porções do RPS analisadas indicam que elas funcionam independentemente umas
das outras na dinâmica biogeoquímica de metais. Outros trabalhos no Baixo RPS
apontaram este fato (Salomão, 1997; Salomão, 1999; Carvalho et al., 1999).
Provavelmente as barragens existentes entre estas regiões funcionam como local de
sedimentação de MPS, o qual é o maior veículo carreador de metais na coluna
d’água, retirando a maior parte do metal inserido no sistema lótico.
O aguapé mostrou-se como um bioindicador muito eficaz das condições
ambientais, pois concentra em níveis detectáveis os metais dissolvidos no meio, os
quais não são detectados na maioria das vezes lendo-se diretamente suas
concentrações nas amostras do material dissolvido. Além disto, é importante
destacar a relevância do estudo da flora aquática na avaliação das condições
ambientais de ecossistemas límnicos já que este é um compartimento importante na
dinâmica de substâncias interagindo e interferindo com os demais compartimentos.
Vale ressaltar que, para os organismos consumidores, as macrófitas representam
uma importante porta de entrada de metais pesados na cadeia alimentar.
85
8 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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APÊNDICES
95
Tabela 20. Correlação entre as partes vegetais para Mn, Fe, Cu, Zn, Ni,
Cr e Pb. O coeficiente de correlação de Pearson foi calculado a partir dos
16 valores médios de cada parte vegetal (quatro locais de coleta, dois
períodoss do ano e dois anos de coleta). Os resultados em negrito
expressam valores significativos num intervalo de 95% de confiança.
Mn
Limbo Foliar Pecíolo Foliar Raiz Jovem Raiz adulta
Limbo Foliar 1
Pecíolo Foliar
0,953
1
Raiz Jovem 0,086 0,113 1
Raiz adulta
0,835 0,810
0,067 1
Fe
Limbo Foliar Pecíolo Foliar Raiz Jovem Raiz adulta
Limbo Foliar 1
Pecíolo Foliar
0,790
1
Raiz Jovem
0,712 0,505
1
Raiz adulta
0,549
0,435
0,882
1
Cu
Limbo Foliar Pecíolo Foliar Raiz Jovem Raiz adulta
Limbo Foliar 1
Pecíolo Foliar
0,785
1
Raiz Jovem
0,596 0,765
1
Raiz adulta 0,316
0,534 0,787
1
Zn
Limbo Foliar Pecíolo Foliar Raiz Jovem Raiz adulta
Limbo Foliar 1
Pecíolo Foliar 0,201 1
Raiz Jovem 0,145
0,996
1
Raiz adulta 0,339
0,986 0,976
1
Ni
Limbo Foliar Pecíolo Foliar Raiz Jovem Raiz adulta
Limbo Foliar 1
Pecíolo Foliar 0,282 1
Raiz Jovem 0,402 0,025 1
Raiz adulta 0,483 0,004
0,857
1
Cr
Limbo Foliar Pecíolo Foliar Raiz Jovem Raiz adulta
Limbo Foliar 1
Pecíolo Foliar
0,657
1
Raiz Jovem 0,437 0,406 1
Raiz adulta 0,393 0,384
0,970
1
Pb
Limbo Foliar Pecíolo Foliar Raiz Jovem Raiz adulta
Limbo Foliar 1
Pecíolo Foliar -0,129 1
Raiz Jovem -0,441 -0,095 1
Raiz adulta -0,157 -0,372
0,646
1
96
Tabela 21. Correlação entre as partes vegetais, séston e sedimento superficial para Mn, Fe,
Cu, Zn, Ni, Cr e Pb. O coeficiente de correlação de Pearson foi calculado a partir dos oito
valores médios de cada parte vegetal (quatro locais de coleta, dois períodos do ano e um
ano de coleta — 2006). Os resultados em negrito expressam valores significativos num
intervalo de 95% de confiança.
Mn
Parte aérea Sistema Radicular Média da planta Séston Sedimento
Parte aérea 1
Sistema Radicular 0,687 1
Séston 0,410
0,867 0,802
1
Sedimento -0,599
-0,770 -0,775
-0,662 1
Fe
Parte aérea Sistema Radicular Média da planta Séston Sedimento
Parte aérea 1
Sistema Radicular
0,826
1
Séston 0,560 0,537 0,542 1
Sedimento
0,782 0,809 0,813 0,866
1
Cu
Parte aérea Sistema Radicular Média da planta Séston Sedimento
Parte aérea 1
Sistema Radicular 0,509 1
Séston
0,828
0,653
0,797
1
Sedimento 0,476
0,786 0,776
0,677 1
Zn
Parte aérea Sistema Radicular Média da planta Séston Sedimento
Parte aérea 1
Sistema Radicular
0,993
1
Séston
0,894 0,890 0,892
1
Sedimento 0,538 0,559 0,555 0,610 1
Ni
Parte aérea Sistema Radicular Média da planta Séston Sedimento
Parte aérea 1
Sistema Radicular 0,688 1
Séston 0,274 0,526 0,513 1
Sedimento 0,503
0,737 0,734 0,839
1
Cr
Parte aérea Sistema Radicular Média da planta Séston Sedimento
Parte aérea 1
Sistema Radicular 0,619 1
Séston 0,623
0,923 0,926
1
Sedimento
0,778 0,945 0,956 0,962
1
Pb
Parte aérea Sistema Radicular Média da planta Séston Sedimento
Parte aérea 1
Sistema Radicular -0,286 1
Séston 0,089 -0,432 -0,426 1
Sedimento 0,190 -0,078 -0,031 0,355 1
97
Tabela 22. Valor da razão entre raiz adulta e limbo foliar para dois anos de coleta: primeiro
ano (período seco 2005 e período chuvoso 2006) e segundo ano (período seco 2006 e
chuvoso 2007). Os metais em cujo resultado aparece um hífen não puderam ter sua razão
calculada devido aos valores do metal no limbo foliar estarem abaixo do limite de detecção
do aparelho.
Rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
Metal
Ano de
coleta
período
seco
período
chuvoso
período
seco
período
chuvoso
período
seco
período
chuvoso
período
seco
período
chuvoso
Primeiro
11,3 3,47 2,90 5,89 28,3 2,40 14,2 8,78
Mn
Segundo
6,65 9,62 4,33 12,6 5,95 7,64 11,6 14,3
Primeiro
37,4 156 60,0 31,7 134 39,4 70,3 163
Fe
Segundo
18,0 88,6 58,7 36,2 37,3 197 57,1 122
Primeiro
1,86 1,77 4,14 0,95 3,18 1,28 2,71 1,16
Cu
Segundo
1,21 1,58 3,97 1,59 1,72 2,44 2,65 2,38
Primeiro
2,63 2,48 1,92 2,17 7,87 1,95 3,85 4,38
Zn
Segundo
2,34 3,34 2,67 3,77 7,88 52,8 3,19 4,52
Primeiro
4,08 10,0 - - - 12,7 15,2 16,8
Ni
Segundo
- - 12,7 - - - - -
Primeiro
8,38 - 93,7 100 81,5 - - -
Cr
Segundo
2,59 - - - 72,5 - - -
Primeiro
152 4,80 - 16,9 - - - -
Pb
Segundo
- - - 0,564 - - 3,48 -
Tabela 23. Valor da razão entre sistema radicular (raiz) e parte aérea (folha) para amostras
coletadas no ano de 2006 durante a período seco e período chuvoso. Os metais em cujo
resultado aparece um hífen não puderam ter sua razão calculada devido aos valores do
metal na folha estarem abaixo do limite de detecção do aparelho.
Rio Imbé Baixo RPS Médio RPS Alto RPS
Metal
período
chuvoso
período
seco
período
chuvoso
período
seco
período
chuvoso
período
seco
período
chuvoso
período
seco
Mn
2,63 5,05 4,96 3,31 3,28 3,96 6,48 7,31
Fe
209 20,8 40,4 52,8 43,1 35,3 86,0 51,9
Cu
1,81 1,23 1,22 3,57 1,41 1,80 1,37 2,93
Zn
2,53 2,19 2,27 2,29 1,99 4,32 3,13 2,97
Ni
17,2 11,5 3,75 12,2 4,01 - 3,85 8,41
Cr
- 3,52 97,2 63,0 259 34,1 - -
Pb
1,76 - 1,67 - 12,2 - - 5,28
ANEXOS
99
Dados hidro-meteorológicos do Médio RPS
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
jan/05
fev/05
mar/05
abr/05
mai/05
jun/05
jul/05
ago/05
set/05
out/05
nov/05
dez/05
jan/06
fev/06
mar/06
abr/06
mai/06
jun/06
jul/06
ago/06
set/06
out/06
nov/06
dez/06
jan/07
fev/07
mar/07
m³/s
0
50
100
150
200
250
300
350
mm
Vazão média
Pluviometria total
Dados hidro-meteorológicos do Baixo RPS
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
jan/05
fev/05
mar/05
abr/05
mai/05
jun/05
jul/05
ago/05
set/05
out/05
nov/05
dez/05
jan/06
fev/06
mar/06
abr/06
mai/06
jun/06
jul/06
ago/06
set/06
out/06
nov/06
dez/06
jan/07
fev/07
mar/07
m³/s
0
50
100
150
200
250
300
350
mm
Vazão média
Pluviometria total
Dados hidro-meteorológicos do Alto RPS
0
20
40
60
80
100
120
140
jan/05
fev/05
mar/05
abr/05
mai/05
jun/05
jul/05
ago/05
set/05
out/05
nov/05
dez/05
jan/06
fev/06
mar/06
abr/06
mai/06
jun/06
jul/06
ago/06
set/06
out/06
nov/06
dez/06
jan/07
fev/07
mar/07
m³/s
0
50
100
150
200
250
mm
Vazão média
Pluviometria total
Figura 3. Vazão média mensal (m³/s) e pluviometria mensal total (mm)
para as regiões do Baixo, Médio e Alto RPS. Dados fornecidos pela
Agência Nacional de Águas (ANA) em agosto de 2007.
100
Proporções desta dissertação
Para esta DISSERTAÇÃO de MESTRADO foram calculados:
• 728 médias;
• 728 erros padrões;
• 728 coeficientes de variação.
Também foram feitos:
• 658 análises de variância (ANOVA) seguidas de teste Tukey (p<5%);
• 14 análises de distribuição;
• 14 análises de correlação;
• 81 cálculos de razão entre raiz adulta e limbo foliar;
• 44 cálculos de razão entre sistema radícula e parte aérea.
Assim foram efetuadas 2995 análises estatísticas.
Para chegar a estes valores estatísticos foram feitas:
• 1344 determinações em planta;
• 56 determinações em séston;
• 56 determinações em sedimento;
• 95 determinações de brancos analíticos;
• 15 determinações de padrão de folha de maçã.
Num total de 1566 determinações!
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