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BIOACUMULAÇÃO DE METAIS PESADOS EM PLANTAS
NATIVAS A PARTIR DE SUAS DISPONIBILIDADES EM
ROCHAS E SEDIMENTOS: O EFEITO NA CADEIA TRÓFICA
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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Reitor
João Luiz Martins
Vice-Reitor
Antenor Barbosa Junior
Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação
Tanus Jorge Nagem
ESCOLA DE MINAS
Diretor
José Geraldo Arantes de Azevedo Brito
Vice-Diretor
Marco Túlio Ribeiro Evangelista
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Chefe
César Augusto Chicarino Varajão
EVOLUÇÃO CRUSTAL E RECURSOS NATURAIS
CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA – SÉRIE M - VOL. 29
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Nº 241
BIOACUMULAÇÃO DE METAIS PESADOS EM PLANTAS NATIVAS
A PARTIR DE SUAS DISPONIBILIDADES EM ROCHAS E
SEDIMENTOS: O EFEITO NA CADEIA TRÓFICA
Tatiana Lopez Corrêa
Orientador
Sérvio Pontes Ribeiro
Co-orientadores
Hermínio Arias Nalini Jr. e
Hildeberto Caldas de Sousa
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do
Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito
parcial à obtenção do Título de Mestre em Ciências Naturais, Área de Concentração: Geologia
Ambiental e Conservação de Recursos Naturais
OURO PRETO
2006
Universidade Federal de Ouro Preto – http://www.ufop.br
Escola de Minas - http://www.em.ufop.br
Departamento de Geologia - http://www.degeo.ufop.br/
Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais
Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita
35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais
Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: [email protected]
Os direitos de tradução e reprodução reservados.
Nenhuma parte desta publicação poderá ser gravada, armazenada em sistemas eletrônicos, fotocopiada
ou reproduzida por meios mecânicos ou eletrônicos ou utilizada sem a observância das normas de
direito autoral.
ISSN 85-230-0108-6
Depósito Legal na Biblioteca Nacional
Edição 1ª
Catalogação: [email protected]
C824b Corrêa, Tatiana Lopez.
Bioacumulação de metais pesados em plantas nativas a partir de
suas disponibilidades em rochas e sedimentos: [manuscrito] o
efeito na cadeia trófica. / Tatiana Lopez Corrêa. - 2006.
xxiv, 143p. : il., color, grafs., tabs, mapas.
Orientador: Prof. Sérvio Pontes Ribeiro.
Co-orientadores: Prof. Hermínio Arias Nalini Jr.; Hildeberto Caldas
de Sousa.
Área de concentração: Geologia Ambiental e Conservação de
Recursos Naturais.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Ouro Preto. Escola
de Minas. Departamento de Geologia. Programa de Pós-Graduação em
Evolução Crustal e Recursos Naturais (Geologia Ambiental).
1. Geoquímica ambiental - Teses. 2. Bioacumulação - Teses.
3. Metais pesados - Bioacumulação - Teses. 4. Plantas - Efeito dos
metais pesados - Teses. 5. Solos -Teor do metal pesado - Teses.
I. Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Departamento
de Geologia. Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos
Naturais. (Geologia Ambiental)
II.Título.
CDU:
669.2/.8:58
À minha mãe, exemplo de dedicação, coragem e persistência.
ix
Agradecimentos
Meus sinceros agradecimentos a todas as pessoas que de alguma forma apoiaram o
desenvolvimento deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Sérvio Pontes Ribeiro pelo apoio, orientação e credibilidade desde os tempos da
iniciação científica.
Ao Prof. Dr. Hermínio Arias Nalini Jr. pela co-orientação, apoio e oportunidades cedidas para
realização deste trabalho no Laboratório Geoquímica Ambiental.
Ao Prof. Dr. Hildeberto Caldas de Sousa do DECBI/UFOP pela co-orientação e apoio na
identificação e no estudo anatômico das plantas e pela amizade constante.
Ao Professor Jorge Lena do DEQUI/UFOP pela disponibilidade para a elucidação de várias
dúvidas relacionadas às análises laboratoriais e ao tratamento de dados geoquímicos. Ao Prof. José
Fernandes de Paiva pela disponibilidade e ajuda.
Aos colegas Janice Pereira, Adivane Costa, Adriana Trópia, Luciana Vetel, Margarete Pereira,
Aline Kelly, Cláudio Lanna, Augusta Fujaco, Ronal Rafael, Janaina Soares, Cínthia Borges pela ajuda
e trocas de idéias.
À bolsista deste projeto, Dalila Chaves Sicupira, pela dedicação no desenvolvimento de várias
etapas deste trabalho. Às bolsistas Simone, Tatiana e Juliana do Laboratório de Anatomia Vegetal do
ICEB/UFOP pela ajuda nas coletas e no estudo de anatomia vegetal. Aos colegas César, Eduardo,
Cristiano, Davi, Isabel e Erica do LGqA pela ajuda no laboratório.
Ao Celso e Vandir, técnicos do Laboratório de Geoquímica Ambiental, e Vanderlei, técnico
do Laboratório de difratometria de raios-X pela ajuda constante. Ao Jorge, técnico do Laboratório de
Botânica ICEB/UFOP pela ajuda na coleta das amostras de plantas.
Aos professores responsáveis pelos Laboratórios de Geoquímica Ambiental, Difração de
raios-X e Sedimentologia do DEGEO/UFOP, Anatomia Vegetal, Botânica e Ecologia Evolutiva do
ICEB/UFOP pela disponibilização de suas infra-estruturas para o tratamento das amostras.
Ao CNPq pela concessão da bolsa de mestrado, à Fapemig pela concessão de recurso para este
projeto (Projeto CRA 226/04) e ao PPG-ECRN pelo apoio logístico necessário para o
desenvolvimento deste projeto.
Às amigas da Rep. Anonimato, em especial Edilayne, Cíntia, Renata, Luanda e Dalila pelo
apoio e amizade.
À minha mãe Célia pelo incentivo e apoio nas decisões profissionais e à minha irmã Larissa
pelo carinho e apoio.
xi
Sumário
AGRADECIMENTOS .............................................................................................................. ix
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................... xv
LISTA DE TABELAS ........................................................................................................... xviii
LISTA DE PRANCHAS .......................................................................................................... xix
RESUMO ................................................................................................................................. xxi
ABSTRACT ........................................................................................................................... xxiii
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 01
1.1. Considerações Iniciais.......................................................................................................... 01
1.1.1. Bioacumulação de Metais Pesados....................................................................... 02
1.1.2. Herbivoria e Defesa de Plantas............................................................................. 04
1.1.3. Defesas mecânicas e Químicas de Plantas ........................................................... 06
1.2. Justificativa .......................................................................................................................... 08
1.3. Objetivos .............................................................................................................................. 08
1.4. Localização e Vias de Acesso .............................................................................................. 10
CAPÍTULO 2. ASPECTOS FISIOGRÁFICOS E GEOLÓGICOS DO QUADRILÁTERO
FERRÍFERO ............................................................................................................................ 13
2.1. Considerações Iniciais.......................................................................................................... 13
2.2. Aspectos Fisiográficos da Região Sudeste do Quadrilátero Ferrífero.................................. 14
2.2.1. Clima....................................................................................................................... 14
2.2.2. Vegetação................................................................................................................14
2.2.3. Hidrologia ...............................................................................................................16
2.2.4. Geomorfologia ........................................................................................................ 17
2.3. Aspectos geológicos do Quadrilátero Ferrífero e da Região Estudada ................................ 18
CAPÍTULO 3. METODOLOGIA .......................................................................................... 21
3.1. Considerações Iniciais.......................................................................................................... 21
3.2. Coleta, Preservação e Tratamento de Amostras................................................................... 23
3.2.1. Coleta, Tratamento e Análise de Solo..................................................................... 23
3.2.2. Plantas..................................................................................................................... 24
3.2.2.1. Coleta de Plantas........................................................................................ 25
3.2.2.2. Herbivoria.................................................................................................. 26
3.2.2.3. Estudo Anatômico ..................................................................................... 26
3.2.2.4. Tratamento e Análise Geoquímica ............................................................ 28
3.3. Técnicas Análiticas .............................................................................................................. 29
3.4. Análise Estatística ................................................................................................................ 30
xii
CAPÍTULO 4. RESULTADOS ............................................................................................... 33
4.1. Solos ..................................................................................................................................... 33
4.1.1. Caracterização Geoquímica das Amostras de Solo ................................................ 33
4.1.1.1. Análise Hierárquica de Agrupamento e Análise Mineralógica.................. 33
4.1.1.2. Distribuição dos Elementos nas Amostras de Solo.................................... 36
4.2. Plantas ................................................................................................................................. 65
4.2.1. Caracterização Geoquímica das Espécies Estudadas .............................................. 65
4.2.1.1. Análise Hierárquica de Agrupamento ....................................................... 65
4.2.1.2. Distribuição dos Elementos nas Amostras de Planta ................................. 67
4.2.1.3. Relação Solo-Planta e Índice de Bioacumulação de Metais Pesados. ....... 83
4.2.2. Caracterização Biológica das Espécies Estudadas .................................................. 85
4.2.2.1. Herbivoria em P. vittata............................................................................. 85
4.2.2.2. Descrição Anatômica de P. vittata............................................................. 85
4.2.2.3. Descrição Anatômica de B. variabilis........................................................ 87
4.2.2.4. Arquitetura de Planta e Esclerofilia Foliar em B. variabilis ...................... 90
4.2.2.5. Efeito da acumulação de Metais Pesados na Herbivoria em B.variabilis.. 91
4.2.2.6. Efeito das Estruturas de Defesa Anatômica na Herbivoria em B.variabilis93
CAPÍTULO 5. DISCUSSÕES E CONCLUSÕES ................................................................. 95
5.1. Discussões Finais.................................................................................................................. 95
5.2. Conclusões............................................................................................................................ 98
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 101
ANEXOS ................................................................................................................................. 109
ANEXO I – SOLOS ..................................................................................................... 109
• Resultados das Análises de Elementos Maiores e Traços - Mariana....... 111
• Resultados das Análises de Elementos Maiores e Traços - Ouro Preto... 112
• Resultados das Análises de Difração de Raios X .................................... 113
ANEXO II – PLANTAS ............................................................................................... 129
• Resultados das Análises de Elementos Maiores e Traços nas frondes
- P. vittata ................................................................................................ 131
• Resultados das Análises de Elementos Maiores e Traços nas folhas
- B. variabilis........................................................................................... 132
• Resultados das Análises de Elementos Maiores e Traços nos Tricomas
- B. variabilis. Valores em mg/kg............................................................ 133
• Resultados da comparação entre as médias dos metais pesados
referentes às populações de P. vittata utilizando o Teste-t de Student,
onde N: 30 e o gl: 28 ................................................................................ 134
• Resultados da comparação entre as médias dos metais pesados
referentes às populações de B. variabilis utilizando o test-t de Student,
onde N: 30 e 0 gl: 28. ............................................................................... 135
xiii
• Resultados das regressões lineares simples relacionando as
concentrações de metais pesados em P. vittata em função das
concentrações nos solos. N: 30 e grau de liberdade do erro para todas
as regressões: 28....................................................................................... 136
• Resultados das Regressões lineares simples relacionando as
concentrações de metais pesados em B. variabilis em função das
concentrações nos solos. N: 30 e grau de liberdade do erro para
todas as regressões:28 .............................................................................. 137
• Coeficientes de correlação de Pearson para os metais pesados
analisados nas folhas e as variáveis biológicas de B. variabilis............... 138
ANEXO III – MAPA DE LITOTIPOS ...................................................................... 139
• Mapa dos Litotipos com a Localização dos Pontos de Amostragem ...... 141
BANCA EXAMINADORA (Ficha de Aprovação) .............................................................. 143
xv
Lista de Figuras
Figura 1.1 - Mapa de localização dos locais de coleta na região de Ouro Preto e Mariana,
MG. (adaptado de Almeida 2004) ............................................................................................. 10
Figura 1.2 - Vista da canga ferruginosa que ocorre no Campus da UFOP em Ouro Preto........ 11
Figura 1.3 - Vista geral da encosta do vale do ribeirão do Carmo em Mariana........................ .12
Figura 2.1 - Local de coleta em Ouro Preto mostrando a vegetação arbustiva da canga
ferruginosa................................................................................................................ 15
Figura 2.2 - Local de coleta em Mariana mostrando os afloramentos de quartzito e as
candeias predominantes nesse local ......................................................................... 16
Figura 2.3 - Mapa geológico do Quadrilátero Ferrífero com suas principais estruturas.
Adaptado de Dorr II (1969) e Romano (1989) in: César-Mendes & Gandini (2000)19
Figura 3.1 - Fluxograma representando a metodologia utilizada neste trabalho........................ 22
Figura 3.2 - Espécies de plantas coletadas na região de Ouro Preto - Mariana para estudo
ecológico e geoquímico: Pteris vittata (a) e Byrsonima variabilis (b).................... 25
Figura 4.1 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento nas amostras de
solo em Mariana...................................................................................................... 34
Figura 4.2 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento nas amostras de
solo em Ouro Preto.................................................................................................. 36
Figura 4.3 - Variação dos teores de cálcio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ........... 38
Figura 4.4 - Variação dos teores de magnésio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ..... 39
Figura 4.5 - Variação dos teores de potássio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto........ 40
Figura 4.6 - Variação dos teores de sódio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ............ 41
Figura 4.7 - Variação dos teores de fósforo no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ........ 42
Figura 4.8 - Variação dos teores de ferro no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ............. 43
Figura 4.9 - Variação dos teores de manganês no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto..... 44
Figura 4.10 - Variação dos teores de alumínio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto..... 45
Figura 4.11 - Variação dos teores de cobalto no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto....... 46
Figura 4.12 - Variação dos teores de cobre no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.......... 47
Figura 4.13 - Variação dos teores de cromo no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto......... 48
Figura 4.14 - Variação dos teores de lítio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ............ 49
Figura 4.15 - Variação dos teores de níquel no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto......... 50
Figura 4.16 - Variação dos teores de zinco no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto .......... 51
Figura 4.17 - Variação dos teores de arsênio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ....... 52
Figura 4.18 - Variação dos teores de bário no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto........... 53
Figura 4.19 - Variação dos teores de bismuto no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto...... 54
Figura 4.20 - Variação dos teores de cádmio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto....... 55
Figura 4.21 - Variação dos teores de chumbo no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto...... 56
Figura 4.22 - Variação dos teores de antimônio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto... 57
Figura 4.23 - Variação dos teores de escândio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto..... 58
xvi
Figura 4.24 - Variação dos teores de estrôncio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto .... 59
Figura 4.25 - Variação dos teores de tório no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto............ 60
Figura 4.26 - Variação dos teores de titânio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto......... 61
Figura 4.27- Variação dos teores de vanádio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ....... 62
Figura 4.28 - Variação dos teores de ítrio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ............ 63
Figura 4.29 - Variação dos teores de zircônio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto ...... 64
Figura 4.30 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de cluster nas amostras de folhas
de P. vittata, onde PVM01 a 15 são as 15 amostras coletadas em Mariana e
PVC01 a 15, são as 15 amostras coletadas em Ouro Preto.................................... 66
Figura 4.31 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de cluster nas amostras de folhas
de B. variabilis, onde BVM01 a 15 são as 15 amostras coletadas em Mariana e
BVC01 a 15, são as 15 amostras coletadas em Ouro Preto ................................... 66
Figura 4.32 - Variação das concentrações de manganês nas folhas de P.vittata e B. variabilis
em Mariana e Ouro Preto, onde PVM01 a 15 e BVM01 a 15 são as amostras de
P. vittata e de B. variabilis, respectivamente, coletadas em Mariana e PVC01
a 15 e BVC01 a 15 são as amostras das mesmas espécies coletadas em
Ouro Preto .............................................................................................................. 69
Figura 4.33 - Variação das concentrações de cobre nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 70
Figura 4.34 - Variação das concentrações de cromo nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 71
Figura 4.35 - Variação das concentrações de níquel nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 72
Figura 4.36 - Variação das concentrações de molibdênio nas folhas de P.vittata em Mariana
e Ouro Preto........................................................................................................... 73
Figura 4.37 - Variação das concentrações de zinco nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 74
Figura 4.38 - Variação das concentrações de arsênio nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 75
Figura 4.39 - Variação das concentrações de bário nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 77
Figura 4.40 - Variação das concentrações de chumbo nas folhas de P.vittata e B. variabilis
em Mariana e Ouro Preto....................................................................................... 78
Figura 4.41 - Variação das concentrações de estanho nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 79
Figura 4.42 - Variação das concentrações de estrôncio nas folhas de P.vittata e B. variabilis
em Mariana e Ouro Preto....................................................................................... 80
Figura 4.43 - Variação das concentrações de titânio nas folhas de P.vittata e B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto ............................................................................................ 81
Figura 4.44 - Variação das concentrações de vanádio nas folhas de P.vittata e B. variabilis
em Mariana e Ouro Preto...................................................................................... 82
Figura 4. 45 - Concentração de estrôncio (a) em P. vittata e de bário (b) em B. variabilis
em função das concentrações dos mesmos no solo .............................................. 84
xvii
Figura 4. 46 - Concentração de arsênio (a) em P. vittata e de manganês (b) em B. variabilis
em função das concentrações dos mesmos no solo.............................................. 84
Figura 4.47 - Valor médio das variáveis de arquitetura mais representativas nas duas
populações de B. variabilis ................................................................................... 91
Figura 4.48 - Proporção de folhas danificadas (PFD) nas populações de B. variabilis em
Mariana e Ouro Preto (a) e a média relativa de folhas danificadas em função
da concentração de manganês (Log) (b)................................................................. 92
Figura 4.49 - Número de galhas nas populações de B. variabilis em Mariana e Ouro Preto (a)
e o número de galhas em função da concentração de manganês (Log) (b) ........... 92
Figura 4.50 - Média de espessura de cutícula no limbo foliar (mm) e de área foliar perdida
(arcoseno) nas duas populações de B. variabilis................................................... 94
Figura II.1 - Coeficientes de correlação de Pearson para os metais analisados nas folhas e as
variáveis de herbivoria e arquitetura de B. variabilis......................................... 138
xviii
Lista de Tabelas
Tabela 4.1 - Resultados mínimos, máximos, médios e desvios-padrão dos elementos
analisados em amostras de solo da região de Mariana e Ouro Preto...................... 37
Tabela 4.2 - Concentrações de metais pesados para folhas maduras para N espécies obtidas
na literatura. Espécies sensíveis ou altamente tolerantes não foram incluídas...... 67
Tabela 4.3 - Resultados mínimos, máximos, médios e desvios-padrão dos elementos
analisados em amostras de folhas de P. vittata e B. variabilis coletadas em
Mariana e Ouro Preto. ............................................................................................ 67
Tabela 4.4 - Sumário mostrando os metais pesados que apresentaram valores acima
das concentrações adequadas para solos e plantas em algumas amostras
analisadas. Valores entre parênteses em mg/Kg...................................................... 68
Tabela 4.5 - Classificação dos índices de bioacumulação de elementos de acordo com o grau
de acumulação ........................................................................................................ 84
Tabela 4.6 - Índice de bioacumulação de metais pesados em plantas a partir de suas
concentrações no solo.............................................................................................. 85
Tabela 4.7 - Eigenvalores obtidos na matriz de correlações de PCA para cada variável de
arquitetura de planta em B. variabilis...................................................................... 90
Tabela 4.8 - Resultados da análise de covariância (modelo misto). Variável dependente:
área foliar perdida (arcoseno) e N:180 .................................................................... 93
Tabela I.1 - Resultados da análise de elementos maiores e traços nos solos - Mariana........... 111
Tabela I.2 - Resultados da análise de elementos maiores e traços nos solos - Ouro Preto....... 112
Tabela II.1 - Resultados da análise de elementos maiores e traços nas frondes - P. vittata..... 131
Tabela II.2 - Resultados da análise de elementos maiores e traços nas folhas - B. variabilis. 132
Tabela II.3 - Resultados das análise de elementos maiores e traços nos tricomas de
B. variabilis. Valores em mg/kg........................................................................... 133
Tabela II.4 - Resultados da comparação entre as médias referentes às populações de
P. vittata utilizando o Teste - t de Student onde N: 30 e o gl: 28......................... 134
Tabela II.5 - Resultados da comparação entre as médias referentes às populações de
B. variabilis utilizando o Teste - t de Student onde N: 30 e o gl: 28.................... 135
Tabela II.6 - Resultados das regressões lineares simples relacionando as concentrações de
metais pesados em P. vittata em função das concentrações nos solos. N: 30 e
grau de liberdade do erro para todas as regressões: 28......................................... 136
Tabela II.7 - Resultados das regressões lineares simples relacionando as concentrações de
metais pesados em B. variabilis em função das concentrações nos solos. N: 30
e grau de liberdade do erro para todas as regressões: 28...................................... 137
xix
Lista de Pranchas
Prancha 4.1 - Epiderme dissociada das folhas de P. vittata. a – Epiderme adaxial, mostrando
as células epidérmicas sinuosas (Barra: 50µm); b – Epiderme abaxial,
mostrando os estômatos do tipo polocítico (Barra: 50µm). Ce: Célula
epidérmica. Es: Estômatos .................................................................................... 86
Prancha 4.2 - Cortes transversais das folhas de P. vittata. a – Nervura central da folha
Barra: 100µm); b – Detalhe do cilíndro vascular, mostrando a endoderme
(Barra: 50µm); c - Detalhe do mesofilo, mostrando os parênquimas paliçadico
e lacunoso (Barra: 50µm). Ab: Face abaxial, Ad; Face adaxial, En: Endoderme,
Ep: Epiderme, Fl: Floema, Pc: Parênquima córtex, Pl: Parênquima lacunoso,
Pp: Parênquima paliçadico, Xl: Xilema ............................................................... 87
Prancha 4.3 - Epiderme dissociada das folhas de B. variabilis, mostrando os estômatos e as
bases de tricomas. a - Epiderme adaxial, mostrando as base de tricomas
(Barra: 100µm); b - Epiderme abaxial, mostrando os estômatos do tipo
paracítico e as bases de tricomas (Barra: 100µm). Bt: Bases de Tricomas, Es:
Estômatos ............................................................................................................. 88
Prancha 4.4 - Cortes transversais das folhas de B. variabilis, mostrando os tricomas em forma
de T com braços longos e retorcidos, típicos da família Malpiguiaceae. a -
(Barra: 50µm); b - (Barra: 100µm). Ab: Face abaxial, Ct: Cutícula, Es:
Estômato, Tr: Tricoma ......................................................................................... 89
Prancha 4.5 - Cortes transversais das folhas de B. variabilis. a - Detalhe da nervura central
da folha (Barra: 100µm); b - Detalhe da nervura central em luz polarizada,
mostrando os cristais de oxalato de cálcio (Barra: 100µm); c - Detalhe do
mesofilo, mostrando a cutícula espessa (Barra: 100µm). Ab: Face abaxial,
Ad: Face adaxial, Cr: Cristais de oxalato de cálcio, Ct: cutícula espessa,
Ff: Fibras do floema, Fl: Floema, Fx: Fibras do Xilema, Pl: Parênquima
lacunoso, Pp: Parênquima paliçadico, Xl: Xilema ............................................... 89
xxi
Resumo
As altas concentrações naturais de metais pesados em um ecossistema podem oferecer efeitos
nocivos à saúde humana e têm contribuído para a contaminação do meio ambiente. Por outro lado,
algumas plantas foram naturalmente selecionadas para tolerância e até bioacumulação de elevadas
concentrações destes metais.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de tolerância diferencial a metais pesados
em populações de Pteris vittata L. (Pteridaceae) e Byrsonima variabilis A. Juss. (Malpighiaceae) em
dois locais situados na região de Ouro Preto e Mariana e de descrever as possíveis variações
anatômicas em folhas de plantas sujeitas a concentrações diferentes de metais pesados,
correlacionando essas variações estruturais a um maior ou menor grau de herbivoria causados por
insetos.
As espécies selecionadas para este trabalho ocorrem nas encostas do ribeirão do Carmo
(Mariana), próximo a uma área onde existe a presença de arsênio em grande quantidade e nas cangas
lateríticas, ricas em ferro, alumínio e manganês pertencente à Universidade Federal de Ouro Preto.
Foram coletadas 30 amostras de folhas de P. vittata e 30 de B. variabilis, metade em cada local
de estudo. Além das amostras de plantas, também foram coletadas amostras de solo sob cada planta
amostrada, totalizando 60 amostras. Foram realizadas análises químicas
em amostras de plantas e de
solos e análises mineralógicas em oito amostras de solo representativas. Também, feitas medidas de
herbivoria, arquitetura de planta, esclerofilia foliar e de anatomia foliar das espécies estudadas.
As amostras de solo coletadas junto às populações de P. vittata são distintas das amostras
coletadas junto às populações de B. variabilis, tanto em Mariana quanto em Ouro Preto, indicando que
estas espécies ocupam micro-habitats distintos. As análises químicas mostram que a maioria dos
elementos no solo se encontra em concentração adequadas para solos não contaminados como, solos
para agricultura. Algumas amostras apresentaram concentrações baixas de nutrientes (Ca, Mg e
outros) e outros elementos em decorrência da lixiviação e outras apresentaram concentrações altas de
Fe, Cr, Ni, As, Bi, Cd, Sb, Th e V devido a fontes naturais na região de Mariana e Ouro Preto.
Nas plantas, a maioria dos metais pesados foi encontrada em concentração adequada à
nutrição destas, exceto o As em P. vittata e o Mn em B. variabilis, que foram encontrados em
concentrações acima do limite ótimo destes descritos na literatura para plantas em geral. Além disso,
as concentrações de grande parte dos metais pesados nas plantas não refletem as concentrações
encontradas nos solos, evidenciando a existência de mecanismos de tolerância, relacionados
eventualmente com absorção seletiva. De maneira geral, as duas espécies estudadas apresentaram
índices de bioacumulação de Cu, Zn, Ba e Sr altos. Também, B. variabilis apresentou um alto índice
xxii
de bioacumulação de Mn e P. vittata de As, sugerindo uma grande eficiência em absorvê-los e
translocá-los às folhas em concentrações acima das encontradas nos solos.
A taxa de danos causados por herbívoros em P. vittata foi muito baixo, confirmando a
hipótese de menor acúmulo de insetos herbívoros ao longo do tempo evolutivo associados às plantas
inferiores.
Embora as duas populações de B. variabilis tenham apresentado composição química
semelhante, a população de Mariana apresentou plantas mais vigorosas, evidenciadas pelas
características de arquitetura de planta, folhas menos atacadas por insetos herbívoros e menos
esclerófilas do que a população de Ouro Preto.
As plantas com maiores concentrações de Mn e maior espessura de cutícula no limbo foliar em
B. variabilis foram menos atacadas por insetos herbívoros. Considerando a hipótese de que insetos
especialistas associados às plantas esclerófilas são capazes de superar as defesas mecânicas dessas
plantas, apresentar uma cutícula espessa não é suficiente para barrar ou inibir a entrada desses insetos.
Portanto, sugere-se a possibilidade da B. variabilis acumular manganês na cutícula foliar, tornando
esta defesa mais eficiente contra a herbivoria.
xxiii
Abstract
Natural high concentrations of heavy metals in an ecosystem could result in harmful effects to
human health and have contributed for the contamination of the evironment. Nevertheless, some plants
tolerates and also bioacumulates high concentrations of these metals, particularly those evalued in
such environments.
The objective of this work was to avaliate the possibility of diferential tolerance to heavy
metal by Pteris vittata L. (Pteridaceae) and Byrsonima variabilis A. Juss. (Malpighiaceae) populations
in two locations in Ouro Preto and Mariana region and to describe the possible anatomical variations
in plant leaves in response to the different heavy metal concentrations. I aimed to correlate these
structural variations to a greater or minor degree of herbivory caused by insects.
The species Pteris vittata and Byrsonima variabilis, likely to tolerate heavy metals, were
selected for this work. Both species occur in the hillsides of the brook do Carmo (Mariana), near an
area where exists high concentrations of arsenic and in the lateritic soils, rich in Fe, Al and Mn of the
campi of Ouro Preto Federal University.
Thirty leaves samples of each species were collected, half in each study site. Besides, soils
samples were also collected close to each plant sampled, totalizing 60 samples. Chemical analysis of
plant and soils samples and mineralogical analysis of eight representative soil samples were made.
Also herbivory, plant architecture and leaf anatomy traits were measured.
The soil samples colected around P. vittata populations were distinct of the soil samples
colected under B. variabilis populations in Mariana and in Ouro Preto, thus indicating that these
species occupy different micro-habitats.The chemical analyses showed that the majority of elements in
the soil were found in adequate concentrations for non-contamined soils such as agricultural soils.
Low concentrations of nutrients (Ca, Mg, P, K and others) were found in some samples due to the
lixiviation, while high concentrations of Fe, Cr, Ni, Bi, Cd, Sb, Th and V were also found in isolated
samples due to natural sources in this area.
In the plants, most of elements were found in adequate concentration for the nuticional needs
of both species. Only As concentration in P. vittata and Mn concentration in B. variabilis were found
in higher concentrations than the optimial limit found in literature for plants in general. Moreover,
most of the heavy metals concentrations in plants do not reflect the concentrations found in the soils,
sugesting physiological mechanisms to tolerate such elements in high natural concentrations. In
general, the two studied species showed high bioacumulation index for Cu, Zn, Ba and Sr. Moreover,
B. variabilis showed high bioacumulation index for Mn and P. vittata for As, indicating a great
efficiency in absorbing and translocating these elements to the leaves in concentrations higher than
that found in the soils.
xxiv
The rates of damage caused by herbivores in P. vittata were very low, confirming the
hypothesis of lower accumulation of insects during the evolution time in association to the
cryptogams. Although the B. variabilis populations had similar chemical composition, the
population in Mariana showed more vigorous plants, evidenced by the plant architecture caracters,
along with leaves with less herbivory damage and less sclerophyllous traits than the population of
Ouro Preto.
The plants of B. variabilis with higher manganese concentrations and with thicker leaf
cuticle were less attacked by insects. Considering the hypothesis that specialists insects associated
with sclerophyllous plants are capable to overcome their mechanical defenses, to show a thick
cuticle is not enough to limit or to restrain the entrance of these insects. Therefore, data suggests the
possibility that manganese could acumulate in the B. variabilis’s leaf cuticle, resulting in a more
efficient defense against herbivory.
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
1.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Metal pesado é um termo geral aplicado para o grupo de metais e metalóides com uma
densidade maior que 6 g/cm
3
(Alloway 1993). É um termo amplamente reconhecido e aplicado para
elementos tais como arsênio (As), cádmio (Cd), cobre (Cu), mercúrio (Hg), níquel (Ni), chumbo (Pb) e
zinco (Zn), que são comumente associados a problemas de contaminação ambiental. Porém, alguns
metais e metalóides (p. ex. Arsênio), que possuem densidades menores do que 6g/cm
3
, são incluídos
no grupo dos metais pesados devido aos seus efeitos tóxicos no meio ambiente.
Os principais metais e metalóides considerados tóxicos são As, berílio (Be), Cd, cobalto (Co),
cromo (Cr), Cu, molibdênio (Mo), Ni, Pb, antimônio (Sb), escândio (Sc), titânio (Ti), vanádio (V), Zn
e ainda ferro (Fe), manganês (Mn) e alumínio (Al) que, apesar de serem nutrientes para as plantas, em
grandes concentrações podem ser tóxicos (Larcher, 2000, Siegel 2002, Taiz & Zeiger 2004). Os metais
pesados ocorrem naturalmente nos minerais e as concentrações desses elementos variam em solos,
sedimentos, água e organismos vivos. Os metais pesados são incluídos no grupo de elementos
denominado “elementos-traço”, que juntos constituem menos de 1% da composição das rochas na
crosta terrestre. Os demais 99% da crosta terrestre são compostos pelos chamados macroelementos
(Alloway 1993).
A contaminação de solos por metais pesados é uma preocupação ambiental global (Chen et al.
2002). A contaminação por metais pesados ocorre, sobretudo em zonas industriais e de mineração,
devido ao intenso tráfego de veículos, esgoto e pilhas de rejeitos. Pilhas de rejeitos contendo rochas
fragmentadas, por exemplo, são depositadas ao ar livre, sendo expostas ao ambiente oxidante e à ação
do intemperismo. Os impactos de poluentes na saúde humana por meio de inalação e ingestão de
metais pesados, via alimentação e água para consumo são freqüentemente manifestados a longo prazo
e de várias formas. Por exemplo, problemas mentais, perda do controle motor, disfunção crítica dos
órgãos, câncer, mal estar crônico e até a morte são registrados (Siegel 2002).
Os metais pesados liberados no ambiente se acumulam nos organismos, percorrendo as
cadeias tróficas, a partir da acumulação em plantas e destas passando aos herbívoros e carnívoros,
inclusive os humanos. Além disso, os metais pesados permanecem no ecossistema em concentrações
perigosas por um longo período, sobretudo nos sedimentos (Larcher 2000, Siegel 2002). Entretanto, a
ocorrência natural de metais pesados em altas concentrações em certos tipos de sedimentos é um
fenômeno pouco estudado, do ponto de vista ecológico evolutivo. A seleção natural de adaptações das
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
2
plantas a estes elementos, e sua ação ao longo da cadeia trófica em comunidades endêmicas de locais
com altas concentrações naturais destes elementos, podem revelar aspectos importantes para o manejo
destes poluentes em ambientes antrópicos.
1.1.1 – Bioacumulação de Metais Pesados
O enriquecimento de metais pesados em um ecossistema pode oferecer efeitos nocivos à saúde
humana e aos componentes naturais destes, como os animais e as plantas (Siegel 2002). Como as
plantas são sedentárias, elas estão expostas ao estresse da poluição local. Por isso, as plantas podem
ser utilizadas como bioindicadores em relação a uma variedade de substâncias tóxicas. Neste caso,
bioindicadores são organismos ou uma comunidade de organismos sensíveis à poluição como fator de
estresse e respondem por meio de alterações em suas respostas fisiológicas ou pela acumulação de
poluentes. Estes organismos respondem às mudanças do meio, por meio do declínio, do
desaparecimento ou ao contrário, pela abundância no crescimento e no aumento da capacidade de
reprodução (Larcher 2000, Siegel 2002).
A maioria das plantas é sensível aos metais pesados quando estes ultrapassam certas
concentrações. Entretanto, algumas espécies são capazes de crescer sobre ambientes contaminados,
pois desenvolveram vários mecanismos de desintoxicação evitando o efeito do excesso de metais
pesados sobre seu metabolismo, crescimento e reprodução (Larcher 2000). Segundo Larcher (2000),
alguns possíveis mecanismos de resistência aos metais pesados presentes nas plantas: imobilização dos
íons metálicos na parede celular; impedimento da permeabilidade por meio da membrana celular;
quelação (formação de quelatos por proteínas ou fitoquelatinas que se ligam aos metais pesados no
citoplasma protegendo a célula contra o efeito tóxico destes); compartimentalização dos metais nos
vacúolos; e exportação ativa pela membrana celular.
Com relação à resposta das plantas à biodisponibilidade de metais pesados no solo, estas
podem ser classificadas como sensíveis, tolerantes, acumuladoras ou hiperacumuladoras. As sensíveis
não apresentam mecanismos de escape ou tolerância a determinados íons como, entre outros, Hg, Cu,
Pb, Zn e As e, desta forma, têm dificuldades em colonizar e sobreviver em solos contaminados
(natural ou artificialmente). As plantas tolerantes, quando sujeitas a esse estresse têm desenvolvido a
habilidade de evitar ou excluir metais com o intuito de reduzir a sua incorporação celular. Já as plantas
acumuladoras ou hiperacumuladoras acumulam enormes concentrações de determinados metais
pesados, mas para isso desenvolvem mecanismos de detoxificação de metais (Goodland & Ferri 1979,
Levitt 1980, Haridasan 2000, Larcher 2000, Siegel 2002, Cai et al. 2004). Brooks (1983) definiu como
acumuladoras as espécies de plantas que acumulam entre 100 e 1000 ppm ou mg/kg (peso seco) do
metal e as hiperacumuladoras, aquelas que acumulam mais que 1000 mg/kg.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
3
No caso do arsênio, alguns trabalhos desenvolveram experimentos utilizando concentrações
diferentes, nos quais as plantas estudadas acumulam altas concentrações deste elemento (Holt 1967,
Porter & Peterson 1975, Simola 1977). Mais recentemente foi descoberta por Ma et al. (2001) uma
espécie de pteridófita, a Pteris vittata L. que acumula até 10000 vezes (5070 ppm) mais arsênio do que
plantas normais (Chen et al. 2002). Logo em seguida, outras quatro espécies de Pteridófitas
hiperacumuladoras de arsênio foram identificadas: Pityrogramma calomelanos (Vissottiviseth et al.
2002), Pteris cretica, Pteris longifolia e Pteris umbrosa (Zhao et al. 2002).
Diversos trabalhos relacionados às respostas metabólicas ao arsênio foram feitos com P.
vittata. Estes sugerem que o mecanismo de detoxificação mais provável utilizado por esta espécie é a
quelação do arsênio a ligantes ou seqüestro deste para vacúolos e parede celular, evitando seu contato
com sítios de metabolismo no citoplasma (Ma et al. 2001, Zang et al. 2002 a e b, Tu et al. 2003, Cai et
al. 2004, Cao et al. 2004). Mecanismos de detoxificação que são baseados na tolerância e não na
exclusão de metais são de grande interesse para fitoremediação (Cai et al. 2004). Embora o arsênio
seja um modelo importante dada sua importância para a saúde humana, mecanismos evolutivos de
detoxificação de outros metais pesados podem ser freqüentes em ambientes naturalmente
contaminados, e importantes para interações tróficas das plantas e seus inimigos naturais.
Além de plantas acumuladoras de arsênio, diversas plantas acumulam outros metais pesados
em grandes concentrações. Aproximadamente 400 espécies têm sido identificadas e a maioria
endêmica de regiões com solos ricos em metais tanto nos trópicos quanto nas zonas temperadas. Estas
pertencem a um amplo número de famílias não relacionadas entre si (Bassicaceae, Euphorbiaceae,
Flaucortiaceae e Violaceae). A maioria das espécies identificadas é hiperacumuladora de Ni (> 317
espécies), mas além destas, já foram identificadas hiperacumuladoras de Zn, Cd, Pb, Cu, As, Co, Al e
Mn, entres outras (Baker & Brooks 1989, Baker et al. 2000, Haridasan 2000, Ma et al. 2001). Espécies
de plantas acumuladoras de metais pesados podem ser empregadas na detecção qualitativa e
quantitativa da situação de estresse causado por contaminação do meio ambiente. A análise química
destas plantas permite a avaliação do grau de poluição do local (Larcher 2000). Para serem
consideradas boas bioindicadoras, as plantas devem incorporar um metal pesado em proporções
próximas às concentrações nos solos e ter uma ampla distribuição geográfica que permita uma boa
amostragem de sua densidade (Siegel 2002).
A utilização de espécies de maior porte acumuladoras de metais na recuperação de áreas
contaminadas é interessante, considerando que os metais absorvidos ficarão por mais tempo
imobilizados nos tecidos vegetais, principalmente no caule, retardando o retorno desses elementos ao
solo (Soares et al. 2001). As espécies arbóreas são menos tolerantes aos níveis tóxicos de metais, mas
alguns estudos mostram que seu sistema radicular possui mecanismos que podem contribuir para a
tolerância a metais pesados. Estes mecanismos são regulação da absorção de metais pesados na
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
4
rizosfera (região próxima à raiz), acúmulo desses nas raízes (preservando sua integridade e funções
primárias) e a baixa translocação para a parte aérea (Verkleij & Parest 1989, Arduini et al. 1996).
Várias hipóteses foram sugeridas para explicar qual o papel biológico da hiperacumulação de
metais pesados nos órgãos das plantas. Aumentar a tolerância a metais, aumentar a resistência à seca,
vantagem competitiva em relação às outras plantas por alelopatia, proteção contra a herbivoria e
infecções de fungos são hipóteses investigadas por diferentes grupos de pesquisa (Reeves et al. 1981,
Boyd & Martens 1993, Pollard et al. 2000, Hanson et al. 2003).
Dentro das condições de habitat, exigidas por uma dada espécie, existem os chamados habitats
marginais, onde, por exemplo, a maioria dos requisitos para a ocorrência desta espécie existe
juntamente a algum tipo de contaminação ou carência de recurso. Quando a seleção natural em
habitats marginais de uma espécie de planta favorece alelos raros, no presente caso, ligados à
tolerância de metais pesados, a colonização deste novo ambiente por estes genótipos tolerantes pode
conferir vantagens competitivas e proteção contra insetos herbívoros. A proteção contra insetos
herbívoros é uma hipótese que depende da força exercida por estes insetos sobre as plantas entre as
várias outras como, competição, condições nutricionais dos solos e excesso de radiação solar. Caso
estas populações desenvolvam isolamento reprodutivo, ocorre então o surgimento de uma nova
espécie por especiação parapátrica (Futuyma 1997). Esta especiação é comum em insetos não alados
que se movem pouco, ou em plantas que, quando colonizando um solo que causa estresse fisiológico,
desenvolvem uma fenologia diferenciada do resto da população. Um exemplo clássico desta
especiação foi apresentado por Macnair (1981), no qual populações de algumas gramíneas que
crescem em áreas de minério contendo metais pesados têm se diferenciado não somente em relação à
tolerância a esses metais, mas também quanto ao tempo de florescimento e ao grau de
autocompatibilidade. Assim, estas populações são parcialmente isoladas reprodutivamente das
populações vizinhas que crescem em solos não contaminados.
1.1.2 – Herbivoria e Defesa de Plantas
A herbivoria é o processo de se alimentar de qualquer parte de uma planta, incluindo folhas,
caules, raízes, flores, frutos ou sementes. Este processo contribui para a seleção de diferentes
estratégias de vida das espécies vegetais. Para lidar com a pressão de herbivoria as plantas podem
desde escapar no espaço e no tempo, até desenvolver barreiras físicas e químicas contra os insetos
(Feeny 1976, Rhoades & Cates 1976). O termo folivoria pode ser utilizado quando somente as folhas
estão sendo atacadas. Neste caso, este termo representa o consumo direto de material fotossintético
ativo. Neste trabalho, o termo área foliar perdida será utilizado como uma medida relativa para indicar
a severidade dos ataques às folhas (Schowalter & Lowman 1998).
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
5
Os estudos de Ehrlich & Raven (1964) representam um importante marco nas discussões
relativas aos fatores determinantes da especialização alimentar dos herbívoros. Segundo estes autores,
os padrões de utilização das plantas hospedeiras pelos herbívoros são determinados pela produção de
substâncias químicas secundárias (aleloquímicos). Muitas destas substâncias são impalatáveis,
deterrentes e/ou tóxicos para diversos herbívoros. Sua ingestão pode reduzir sensivelmente o
desempenho de espécies não adaptadas (Isman & Duffey 1982; Hamilton & Zalucki 1993; Jansen &
Stamp 1997). Por outro lado, herbívoros especializados são capazes de evitar a ingestão, metabolizar
e/ou eliminar rapidamente tais substâncias, enquanto muitos outros seqüestram estes componentes,
utilizando-os em diversas funções, inclusive na própria defesa contra seus inimigos naturais (Duffey
1980; Bowers 1990; Brown & Henriques 1991; Rank 1992).
Ainda assim, o estudo sobre defesa de plantas contra herbivoria remonta dos primeiros
problemas agrícolas ligados às pragas, mas cientificamente este debate ganhou grande impulso a partir
dos modelos teóricos de Feeny (1976), Rhoades & Cates (1976), Coley et al. (1985) e Herms &
Mattson (1992), dentre outros. Estes modelos são tanto competitivos quanto complementares com
relação às proposições de mecanismos evolutivos que teriam gerado a diversidade de caracteres
químicos e anatômicos relacionados à defesa de planta, e os padrões de ocorrência destes na natureza.
Entretanto, poucos dados são referentes à região Neotropical, particularmente em outros biomas que
não as florestas úmidas. No Brasil, estudos de herbivoria em ecossistemas naturais são escassos e
concentrados na Amazônia e no cerrado (veja Andrade et al. 1995, Ribeiro et al. 1999, Vasconcelos
1999, Ribeiro & Fernandes 2000, Faria & Fernandes 2001, Diniz & Morais 2002, Bruna et al. 2004).
Questões importantes sobre a resposta metabólica de plantas aos seus herbívoros e a influência
de fatores abióticos ainda não foram plenamente elucidadas (Sarmiento 1983, Hunter & Price 1992,
Richards 1996, Hunter et al. 1997, Ribeiro & Brown 2002). A base genética da capacidade de resposta
de uma dada planta está intrinsecamente vinculada à adaptação desta a algumas condições do
ambiente, particularmente ao solo (Haridasan 2000). Por exemplo, a resposta aos solos pobres em
fosfato, em regiões tropicais com solos antigos e muito lixiviados, resulta em alta taxa de C/N
(carbono em relação a nutrientes) e conseqüentemente na acumulação de compostos fenólicos e outros
polímeros de carbono. As plantas adaptadas a estas condições são ditas esclerófilas devido à aparência
tomada por suas folhas, ricas em fibras, ceras e paredes epidérmicas espessadas (Loveless 1962,
Salatino 1993, Larcher 2000, Taiz & Zeiger 2004). Às plantas esclerófilas estão associados insetos
especialistas capazes de superar as barreiras mecânicas e químicas impostas por essas plantas
(Fernandes & Price 1988, Price 1991, Ribeiro et al. 1999, Ribeiro 2003).
Diversos trabalhos empíricos e teóricos têm abordado o papel secundário das estruturas
esclerófilas na defesa de plantas (Salatino 1993, Ribeiro et al. 1994, Price et al. 1998, Ribeiro et al.
1999, Ribeiro 2003). Por outro lado, pouco se sabe sobre o papel potencial dos compostos tóxicos
acumulados em tecidos vegetais para defesa de planta, sua relação com as variações anatômicas,
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
6
arquitetura e desenvolvimento de plantas. Embora trabalhos recentes (Hanson et al. 2003, Huitson &
Macnair 2003) abordem a possibilidade dos metais acumulados protegerem as plantas contra ataque de
herbívoros, esta é uma área extremamente nova para a ciência com pouquíssimos dados,
particularmente de ecossistemas naturais.
A possibilidade de estudar espécies que sejam ao mesmo tempo esclerófilas e tolerantes a
metais pesados é particularmente interessante, já que várias características anatômicas tipicamente
relacionadas com defesa poderão variar em resposta à acumulação dos metais, desde que estes possam
funcionar como inibidores da herbivoria. Existe a hipótese de que a presença de taninos em folhas,
juntamente com a esclerificação e a formação de cristais podem estar relacionadas com a defesa da
planta contra herbívoros, funcionando como redutores da palatabilidade, o que diminuiria o ataque
destas por herbívoros mastigadores e mesmo sugadores (Howe & Westley 1988, Panda & Naush 1995,
Molano-Flores 2001). Ainda assim, há uma grande polêmica entre ecólogos e fitoquímicos sobre o
papel secundário de defesa de compostos carbônicos (Haslam 1988, Herms & Matson 1992, Hartley &
Jones 1997). Tal trabalho, porém, enfrenta o desafio de lidar com fatores de confundimento entre
defesas correlacionadas. Entretanto, é necessário descrever as defesas existentes para então tentar
diferenciar a importância relativa de cada uma.
1.1.3 – Defesas Mecânicas e Químicas de Plantas
As plantas possuem muitas características que dificultam o ataque de insetos herbívoros. As
plantas têm que sobreviver em ambientes nos quais os recursos geralmente são limitados ou lidar com
a competição com outras espécies, à qual se soma o estresse e os danos causados pelos meios abiótico
e biótico. Como conseqüência, muitas vezes as plantas desenvolvem um conjunto de estratégia de aliar
uma constituição química, física e fisiológica que as torna menos nutritivas, e muitas vezes,
impalatáveis aos insetos herbívoros (Hartley & Jones 1997). As estruturas e substâncias que exercem
um efeito negativo sobre os insetos herbívoros podem ser divididas em duas categorias gerais: defesas
mecânicas ou físicas e as defesas químicas. Estão incluídos entre as defesas mecânicas a presença de
pêlos epidérmicos ou tricomas, dureza dos tecidos (cutícula e paredes epidérmicas espessas), cristais,
látex, ceras e resinas. Já as defesas químicas incluem os produtos do metabolismo secundário que são
os terpenos, as substâncias fenólicas (ligninas, taninos, flavonóides e outros) e os compostos
nitrogenados (alcalóides, glicosídios cianogênicos e outros).
Os tricomas são pêlos, isto é, apêndices presentes na epiderme das folhas e podem ter várias
formas e funções. Suas paredes podem ser celulósicas, mas podem sofrer lignificação, impregnação de
sílica e carbonato de cálcio. Podem ser tectores (não-glandulares) ou glandulares. Quando glandulares,
podem secretar substâncias como óleos, néctar, sais, resinas, mucilagem, água e outras. Os tricomas
podem exercer um papel de proteção contra raios ultravioleta reduzindo a evapotranspiração e também
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
7
de defesa das plantas contra insetos dificultando seu acesso aos tecidos das folhas (Johnson 1975, Baur
et al. 1991, Woodman & Fernandes 1991, Fernandes 1994, Glória & Guerreiro 2003).
A dureza dos tecidos é determinada pelas propriedades da epiderme e das paredes espessas das
células abaixo dessa (Juniper & Southwood 1986), que, entretanto resultam de acúmulo de compostos
carbônicos, assim interagindo com outros fenômenos nutricionais. Estas estruturas representam uma
barreira física à entrada de patógenos e a penetração da folha pelos insetos herbívoros, mas também
evita a perda de água. Entretanto, a dureza dos tecidos é influenciada por vários fatores ambientais
como a disponibilidade de água em espécies arbóreas (Ribeiro 2003) e a deficiência de fósforo nos
solos (Loveless 1962).
Os cristais são encontrados amplamente no reino vegetal, ocorrendo em várias espécies e na
maioria dos órgãos e tecidos vegetais. A composição dos cristais é predominantemente oxalato de
cálcio (CaOx), mas podem ocorrer como outros sais. Os cristais de oxalato de cálcio podem apresentar
várias formas, como as ráfides (forma de agulha), drusas (forma de estrela), prismáticos e colunas
rombóides e estilóides (Arnott & Pautard 1970, Fernandes 1994, Finley 1999). Assim como os
tricomas, os cristais de oxalato de cálcio têm várias funções possíveis. Vários estudos relacionam os
cristais à regulação osmótica, desintoxicação através de imobilização de metabólitos tóxicos quando
em excesso e sustentação estrutural. Entretanto, existem alguns estudos que sugerem um papel anti-
herbívoros para os cristais. Estes tornam os tecidos vegetais menos palatáveis aos insetos e herbívoros
em geral (Fernandes 1994, Finley 1999, Molano-Flores 2000).
Muitas plantas exsudam látex, ceras, resinas, mucilagens e outros materiais colantes que
podem contribuir para a defesa contra insetos herbívoros, prendendo os insetos e impedindo esses de
se libertarem levando até a morte. Além disso, esses materiais podem inibir a palatabilidade dos
insetos. Entretanto, outras funções fisiológicas são atribuídas a esses materiais, como filtro contra
radiação solar e antidessecação que são adaptações de plantas que vivem em regiões áridas (Rhoades
1977, Jansen 1985).
Os vegetais produzem uma grande variedade de compostos orgânicos que parecem não ter
função direta no seu crescimento e desenvolvimento, chamados de metabólitos secundários, esses não
apresentam ação direta conhecida no metabolismo primário, como na fotossíntese, respiração,
transporte de solutos, translocação, assimilação de nutrientes, diferenciação ou síntese de carboidratos,
proteínas e lipídios. Estes produtos secundários também diferem dos metabólitos primários
(aminoácidos, nucleotídeos, açucares e outros) por apresentarem distribuição restrita no reino vegetal
(Taiz & Zeiger 2004). Mas estudos ecológicos evolutivos (Fraenkel 1959, Levin 1976, Hartley &
Jones 1997, Ribeiro & Fernandes 2000) sugerem que muitos produtos do metabolismo secundário têm
funções ecológicas importantes nas plantas, como, por exemplo, proteger as plantas contra herbívoros
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
8
e contra microorganismos patogênicos (ação repelente e deterrente), atrair polinizadores e dispersores
de sementes e alelopatia (inibição do crescimento de plantas vizinhas) e outros (Taiz & Zeiger 2004).
1.2 - JUSTIFICATIVA
O estudo de plantas bioacumuladores de metais pesados pode gerar conhecimento aplicado,
voltado para bioindicação de áreas contaminadas ou para técnicas de bioremediação. Se por um lado a
bioindicação de metais pesados através do reconhecimento de plantas bioacumuladoras ou tolerantes a
estes metais é fundamental, é preciso aprofundar na compreensão do valor de indicação de cada
espécie, explorando a possibilidade de variação interpopulacional na resposta à contaminação
ambiental. Os estudos de padrões de danos foliares podem se tornar medidas complementares para a
melhoria da aferição do valor de bioindicação destas espécies. Da mesma forma, a investigação da
existência de modificações anatômicas que sejam correlacionadas à tolerância ou a bioacumulação de
metais pesados é importante devido ao reconhecimento de caracteres confiáveis, intimamente
relacionado à evolução destas plantas na presença natural de metais na natureza.
Por outro lado, é fundamental conseguir distinguir que espécie e que tipo de população de
planta estão naturalmente associado à presença de metais pesados e como esta responderia ao aumento
excessivo da contaminação após uma explotação mineral.
1.3 - OBJETIVOS
Objetivo Geral
Este trabalho tem como objetivo dar início a estudos sobre ecologia e evolução de tolerância
aos metais pesados por plantas existentes na região de Ouro Preto, avaliando as conseqüências dessa
tolerância nas interações entre as plantas e seus insetos herbívoros. Também é objetivo deste trabalho
descrever as possíveis variações anatômicas e herbivoria em folhas de plantas sujeitas ao estresse
ionizante por metais pesados em contraposição com plantas da mesma espécie, porém pertencentes a
populações que não estão sujeitas ao mesmo nível de estresse de contaminação.
Objetivos Específicos
- Avaliar a possibilidade de tolerância diferencial a metais pesados (As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e
Zn, e outros) em populações de Pteris vittata e Byrsonima variabilis em dois locais diferentes:
vegetação nativa das encostas do vale do ribeirão do Carmo em Mariana, próxima a uma área
contaminada por arsênio, e da canga laterítica do Campus Morro do Cruzeiro em Ouro Preto, onde não
existe influência de contaminação por arsênio.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
9
- Caracterizar geoquimicamente os solos e as populações de P. vittata e B. variabilis que ocorrem
sobre estes nos dois locais acima citados.
- Testar a hipótese de que as populações de P. vittata (pteridófita) são menos atacadas por insetos
herbívoros do que as populações de B. variabilis (angiosperma). A predição desta hipótese é de que
um grupo muito maior de espécies de herbívoros tenham se acumulado sobre as angiospermas do que
sobre as plantas inferiores, dada a enorme radiação adaptativa dos herbívoros, em especial dos grupos
de insetos mastigadores (Coleóptera e Lepidoptera) em associação com a diversificação das
angiospermas. Portanto, pressupõe-se que a acumulação de metais pesados em P. vittata seria apenas
uma adaptação fisiológica a locais contaminados, enquanto B. variabilis poderia ser selecionada para
utilizar metais pesados para reduzir potenciais pressões seletivas de danos foliares causados por
insetos.
- Avaliar a variação em herbivoria, forma de crescimento (arquitetura), e anatômica das populações de
P. vittata e B. variabilis, em função das concentrações de metais pesados nas plantas e no solo nos
dois locais de estudo.
- Testar a hipótese de que metais acumulados em tecidos foliares poderiam ter efeito de proteção
contra danos foliares causados por insetos herbívoros. A predição mais importante desta hipótese é
que a herbivoria seria menor em populações de plantas acumuladoras que crescem em solos com
maiores concentrações naturais de metais do que em plantas crescendo em solos com baixa
concentração de metais pesados.
- Testar a hipótese da diminuição da pressão seletiva causada por herbivoria em plantas com
capacidade de bioacumulação, após colonização de habitats marginais contaminados. A predição desta
hipótese é que a menor pressão de herbivoria permitiria um menor investimento por parte das plantas
em estruturas mecânicas de defesa, como por exemplo, acumulação de fibras, de cristais de oxalato de
cálcio, ocorrência de cutícula espessa e de tricomas (apêndices epidérmicos), independentemente de
sua aparência e previsibilidade no habitat.
- Contribuir para o aprimoramento da metodologia de análises de elementos-traço na matriz planta na
Espectrometria de Emissão Atômica via Plasma do Laboratório de Geoquímica Ambiental.
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
10
1.4 - LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO
662
7753
7741
650
644
p/ Belo Horizonte
B
R
3
5
6
Saramenha
O
u
r
o
P
r
e
t
o
M
a
r
i
a
n
a
Passagem de
Mariana
p/ Ponte
Nova
Mariana
Ouro Preto
S
e
r
r
a
d
e
O
u
r
o
P
r
e
t
o
R
F
S
S
A
M
G
-
2
6
2
R
F
S
S
A
S
e
r
r
a
d
e
P
e
r
e
i
r
a
E
F
V
M
650
656
7749
7745
662
656
Média aproximada
Declinação (1968)
6 km
0
2
4
7753
7749
7745
7741
A
n
t
ô
n
i
o
644
Canga
Prainha
Byrsonima
Byrsonima
Figura 1.1 – Mapa de localização dos locais de coleta na região de Ouro Preto e Mariana, MG (adaptado de
Almeida 2004).
As áreas estudadas localizam-se na porção sudeste do Quadrilátero Ferrífero, no estado de
Minas Gerais. A partir de Belo Horizonte o acesso é feito pelas rodovias BR-40, MG-356 e BR-262
(ver mapa da figura 1.1).
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
11
Figura 1.3 – Vista da canga ferruginosa que ocorre no Campus da UFOP
em Ouro Preto.
Os locais de coletas em Ouro Preto encontram-se no Campus Morro do Cruzeiro da
Universidade Federal de Ouro Preto. A população de P. vittata encontra-se na canga ferruginosa atrás
do Departamento de Geologia (DEGEO), próxima ao laboratório de processamento de Minérios
DEMIN/EM. A população de B. variabilis encontra-se na canga ferruginosa (Figura 1.3) próxima ao
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas (ICEB), Atrás do Canil e do Biotério da UFOP (P. vittata: S
20º 23’ 35,7” e W 43º 30’ 40,3” - UTM: Zona 23 K, E 655360 e N 7744289 e B. variabilis: S 20º 23’
46,9” e W 43º 30’18,8” - UTM: Zona 23 K , E 655981 e N 7743939).
O acesso ao local de coleta em Mariana (Figura 1.2) é feito pela rodovia BR-262. No bairro
Prainha em Mariana toma-se uma estrada não pavimentada que liga o bairro com a Fazenda Floresta
passando pelo ribeirão do Carmo. As populações de P. vittata e B. variabilis encontram-se próximas
ao trilho da Estrada de Ferro RFFSA Leopoldina (P. vittata: S 20º 22’ 3,7” e W 43º 26’ 34,9” - UTM:
Zona 23 K, E 662502 e N 7747053 e B. variabilis: S 20º 22’ 3,6” e W 43º 26’ 36,3” - UTM: Zona 23
K, E 662462 e N 7747057).
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
12
Figura 1.3 – Vista geral da encosta do vale do ribeirão do Carmo em Mariana.
CAPÍTULO 2
ASPECTOS FISIOGRÁFICOS E GEOLÓGICOS DO QUADRILÁTERO
FERRÍFERO
2.1 – CONSIDERAÇÕES INICIAIS
A região estudada se situa na porção sudeste do Quadrilátero Ferrífero, no estado de Minas
Gerais, incluindo parte dos municípios de Ouro Preto e Mariana. Essa região é drenada pela bacia do
rio Doce (sub-bacias dos ribeirões do Carmo, Tripuí, Gualaxo do Sul e Gualaxo do Norte).
Geograficamente, a bacia do rio Doce é uma das principais bacias hidrográficas do país, onde
está fixada uma população de, aproximadamente, 2,8 milhões de habitantes, dos quais 1.443.000
residem nas áreas urbanas e 1.316.000 na área rural.
Dentre as principais cidades que circundam a cabeceira dessa bacia, estão Ouro Preto
(Patrimônio Cultural da Humanidade - UNESCO) e Mariana (primeira capital do Estado de Minas
Gerais e Patrimônio Nacional). Essas cidades têm uma população de cerca de 64.000 e 36.000
habitantes, respectivamente. Nessa região estão localizados, ainda, o Parque Estadual do Itacolomi e a
Estação Ecológica do Tripuí, que é reserva da biosfera.
No decorrer do período colonial, a região sudeste do Quadrilátero Ferrífero foi palco de uma
intensa explotação aurífera. Estima-se, atualmente, a existência de um total de 350 “bocas” de minas e
galerias nos arredores de Ouro Preto e Mariana. Posteriormente, essa explotação ficou restrita às áreas
pertencentes à Companhia Minas da Passagem, em Passagem de Mariana, na região da Serra de Ouro
Preto e do ribeirão do Carmo. Nessas últimas, contudo, a explotação de ouro, em galerias e garimpos,
continua sendo tão rudimentar quanto no período colonial. Atualmente, a maior parte da atividade
mineira da região está concentrada nas minerações de ferro.
Na área da Mina de Ouro de Passagem de Mariana, o ouro está associado a sulfetos
disseminados e maciços e a turmalinitos do período Arqueano (~3,8 bilhões de anos). Os depósitos de
ouro deste período possuem uma associação característica com alguns metais pesados como, Cu, Ni,
Pb, Zn, As, Cr e Cd. Avaliações geoquímicas mostram valores altos de alguns metais pesados nas
principais mineralizações de ouro do Quadrilátero Ferrífero associadas ao Grupo Nova Lima, sendo
que muitas destas, tanto em produção quanto exauridas, têm contribuído para a contaminação de águas
superficiais e sedimentos (Eleutério 1997).
Este capítulo procura fornecer informações sobre os aspectos fisiográficos e geológicos que
envolvem a região de Ouro Preto.
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em plantas nativas a partir de suas disponibilidades...
14
2.2 - ASPECTOS FISIOGRÁFICOS DA REGIÃO SUDESTE DO QUADRILÁTERO
FERRÍFERO
2.2.1 - Clima
Segundo a classificação climática de Köppen (1931), ocorrem na região dois tipos climáticos:
clima tropical de altitude com verões quentes (Cwa) e tropical de altitude com verões brandos (Cwb).
O primeiro predomina nas partes menos elevadas e se caracteriza como um clima tropical de altitude,
com chuvas de verão e verões quentes. A pluviosidade média anual é de 1100 a 1500 e a temperatura
média anual oscila entre 19,5º – 21,8ºC e a média do mês mais frio é inferior a 18ºC. A estação seca é
curta, principalmente na cidade de Ouro Preto, em que a umidade relativa varia de 78,7% no inverno
nos meses de julho e agosto a 86,2% no verão, nos meses de outubro a fevereiro, característico de
regiões montanhosas (IGA/CETEC 1995). As temperaturas de Ouro Preto variam entre 6° e 29° C.
O segundo tipo de clima, o tropical de altitude com chuvas de verão, predomina nas partes
mais elevadas da região e o que o difere do anterior são os verões mais brandos, ou seja, a temperatura
média anual mais baixa entre 17,4º – 19,8ºC e a média dos meses quentes inferior a 22ºC (Castañeda
1993). Especificamente, Ouro Preto apresenta uma pluviosidade média anual de 2100mm e Mariana a
13Km dessa, 1850mm.
2.2.2 - Vegetação
Os aspectos da vegetação atual refletem em grande parte a ação antropogênica sobre o meio
ambiente. A cobertura vegetal nativa da região insere-se nos domínios da Floresta Pluvial Montana e
dos Campos Quartzitícos (campo rupestre) (Rizzini 1997). As florestas pluviais montanas revestem as
serras entre 800 e 1500-1700 m de altitude e encontram-se sobre a paisagem caracteristicamente
formada por morros de contorno hemisférico. Hoje as capoeiras substituem a mata nativa em amplas
extensões. Os campos quartizíticos são próprios dos afloramentos rochosos e apresentam uma
vegetação herbácea e arbustiva típica como plantas dos gêneros Byrsonima, Lyconophora,
Eremanthus, Dalbergia e outros. Algumas destas espécies formam habitats marginais onde formações
arbóreas baixas, dominadas por uma ou duas espécies (geralmente do gênero Eremanthus) parecem
corresponder a uma comunidade vegetacional limitada por condições edáficas, e de característica
transicional entre os campos e as matas. Na região ocorre uma predominância de matas de candeal nos
topos de morros, cujas espécies que mais se destacam são a Eremanthus erythropappa DC. e
Eremanthus incanus LESS (Castañeda 1993, Rizzini 1997).
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
15
Figura 2.1 – Local de coleta em Ouro Preto mostrando a vegetação arbustiva da
canga ferruginosa.
Em Ouro Preto ainda observa-se a ocorrência de campos ferruginosos que se encontram sobre
laterita (canga com concreções de hidróxido de ferro e alumínio). Campos como estes são peculiares
pela estrutura e pela flora. Existem dois tipos de campos ferruginosos conforme o estado físico da
canga: o primeiro é o campo de canga couraçada em que a concreção ferrosa forma uma couraça sobre
o substrato, mas é lacunosa, mostrando várias cavidades. Raízes das plantas crescem nas fendas, mas
algumas permanecem por cima da canga, sem penetrar (Lyconophora); o segundo tipo é o campo de
canga nodular em que a concreção apresenta-se fragmentada em pedaços geralmente pequenos, os
quais compõem substratos muito duros, mas penetráveis. Ocorre em altitudes inferiores a 1000 m,
sendo o tipo mais difundido entre Congonhas e Belo Horizonte. A vegetação é dominada por Vellozia,
Byrsonima, gramíneas e Cyperáceas (Rizzini 1997).
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em plantas nativas a partir de suas disponibilidades...
16
Figura 2.2 – Local de coleta em Mariana mostrando os afloramentos de
quartzito e as candeias predominantes nesse local.
Neste trabalho os estudos foram concentrados em duas espécies que ocorrem em habitats
marginais, terreno transicional entre floresta montana e campos em Mariana e também sobre uma
canga em Ouro Preto. Nos locais de coleta em Ouro Preto, a população de Pteris vittata ocorre sobre
um depósito antigo de entulho de construção localizado sobre a canga laterítica e quanto à população
de Byrsonima variabilis (murici) ocorre sobre canga laterítica, área abandonada de mineração de
bauxita. Já em Mariana, outro local de coleta próximo a Estrada de Ferro RFFSA Leopoldina, na
encosta do vale do ribeirão do Carmo, a vegetação ocorre no domínio da Floresta Pluvial Montana,
com predominância de candeais nos topos de morros. Neste local, a atuação antropogênica, através do
garimpo e exploração de pedras ornamentais nas encostas, é bem evidente no relevo, apresentando
encostas com aspecto irregulares e descontínuos (Eleutério 1997).
2.2.3 - Hidrografia
Na região de Ouro Preto e Mariana encontra-se um divisor de águas, a Serra de Ouro Preto,
que divide duas grandes bacias hidrográficas, a do rio Doce e a do rio São Francisco e respectivos
afluentes, Paraopeba e das Velhas, que têm suas nascentes no interior do Quadrilátero Ferrífero. Em
Ouro Preto, na Cachoeira das Andorinhas, encontra-se a nascente do Rio das Velhas.
O ribeirão do Carmo, uma das sub-bacias e nascentes do rio Doce, drena a região de Ouro
Preto e Mariana até o município de Ponte Nova em Minas Gerais, quando conflui com o rio Piranga,
outra sub-bacia e nascente do rio Doce, transformando-se no alto rio Doce. O ribeirão do Carmo é
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
17
formado em sua cabeceira pelo córrego Tripuí e pelo ribeirão do Funil e flui na direção leste sobre
várias seqüências de litotipos do Quadrilátero Ferrífero.
O curso do ribeirão do Carmo é marcado por elevações rochosas de formas irregulares com
vales profundos e vestígios de antigos aluviões e operações de drenagem. Grande parte da vegetação
na área foi devastada pela mineração e pela construção de ferrovias. Ao longo de seu curso encontram-
se vários garimpos que, juntamente, com os depósitos antigos de rejeitos de mineração, vem
assoreando e modificando o ribeirão e formando áreas degradadas. A contaminação natural ou
antrópica de suas águas por metais pesados como o arsênio é um assunto de grande importância
pública.
2.2.4 - Geomorfologia
Os limites do Quadrilátero Ferrífero são marcados à oeste pela Serra da Moeda, ao sul pela
Serra de Ouro Branco, a leste pela Serra do Caraça e a norte pela Serra do Curral. A altitude média
está em torno de 1.000m na sua porção central, ocorrendo cotas superiores a 2.000m, como a Serra do
Caraça e na Serra da Moeda.
As cotas altimétricas mais altas são formadas por rochas dos grupos Caraça, Itabira e
Itacolomi, que por possuírem baixa susceptibilidade erosiva, são caracterizadas por longas cristas. Nas
cotas intermediárias ocorrem filitos e xistos dos grupos Piracicaba e Sabará, que formam os sinformais
e antiformais, topograficamente invertidos e geram as feições suaves e aplainadas. Por último, as cotas
altimétricas mais baixas são formadas por rochas dos complexos metamórficos que, por possuírem alta
susceptibilidade erosiva, são caracterizadas por morfologias mais suaves do tipo morros na forma de
meia-laranja (Barbosa 1968, Varajão 1988).
O município de Ouro Preto encontra-se localizado a 1.150m de altitude. A altitude média da
cidade está em torno de 1.116m e destacam-se as serras de Ouro Preto, Itacolomi, Bocaina e Varanda
do Pilar. O ponto mais elevado do município é o Pico do Itacolomi, a 1.772m de altura. Mariana se
encontra a cerca de 800m de altitude.
A geologia do Município de Ouro Preto e Mariana reflete a constituição geológica do
Quadrilátero Ferrífero. Há a ocorrência de rochas como gnaisses, filitos, xistos, quartzo-xistos,
quartzitos, itabiritos, calcários, anfibolitos e esteatitos (pedra-sabão). Destaca-se a ocorrência das
formações ferríferas bandadas, exploradas por grandes empresas mineradoras.
O relevo de Ouro Preto é marcado por cristas rochosas, com vertentes ravinadas e vales
encaixados e profundos. Os interflúvios são caracterizados por áreas aplainadas, geralmente recobertas
por laterita (IGA/CETEC 1995).
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em plantas nativas a partir de suas disponibilidades...
18
2.3 – ASPECTOS GEOLÓGICOS DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO E DA
REGIÃO ESTUDADA
O Quadrilátero Ferrífero é uma região geológica situada no centro-sudeste de Minas Gerais
com cerca de 7000Km
2
e possui a forma de um polígono. Esta região é uma das áreas mais estudadas
do Brasil e conhecida desde o final do século XVII por suas riquezas minerais como ouro, bauxita,
minério de ferro, manganês, topázio e outras (Almeida 1977).
Geologicamente, o Quadrilátero Ferrífero está localizado no extremo sul do cráton São
Francisco (Almeida 1977).
As unidades litoestratigráficas (Figura 2.3) que constituem o Quadrilátero Ferrífero segundo
Alkmim & Marshak (1998) são as seguintes:
• Complexos Metamórficos (Embasamento cristalino);
• Supergrupo Rio das Velhas;
• Supergrupo Minas;
• Rochas intrusivas pós-Minas,
• Grupo Itacolomi e
• Depósitos cenozóicos.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
19
Figura 2.3 - Mapa geológico do Quadrilátero Ferrífero com suas principais estruturas. Adaptado de Dorr II
(1969) e Romano (1989) in: César-Mendes & Gandini (2000).
BELO HORIZONTE
20
o
44 30'
o
44
o
1
9
5
2
'
3
3
'
'
o
43 52'30''
o
19 45'
o
0
5
10
15
20
25km
ITABIRITO
MARIANA
CONGONHAS
OURO PRETO
PIRAC ICABA
RIO
ITABIRA
42
o
20
o
MINAS GERAIS
Grupo Maquiné
Grupo Nova Lima
Green stone e clorita xisto
Supergrupo Rio das Velhas
Complexo Metamórfio
Grupo Itacolomi
Grupo Piracicaba / Sabará
Grupo Itabira
Grupo Caraça
Supergrupo Minas
Anticlinais
Sinclina is
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em plantas nativas a partir de suas disponibilidades...
20
Na região de Ouro Preto e Mariana (MG) encontram-se rochas dos Supergrupo Rio das
Velhas, principalmente xistos do Grupo Nova Lima, e do Supergrupo Minas (ver ANEXO III). O
Supergrupo Minas é constituído por quartzitos, metaconglomerados, metapelitos, itabiritos e
mármores, esporadicamente, metavulcânicas e é dividido em quatro grupos da base para o topo:
Caraça, Itabira, Piracicaba e Sabará (Dorr 1969, Alkmim & Marshak 1998). A canga laterítica que se
observa na região de Ouro Preto e, especialmente no local de coleta no Campus Morro do Cruzeiro, é
originária de rochas da Formação Fecho do Funil do Grupo Piracicaba (Lobato et al. 2004). A
laterização é um processo supergênico recente que resulta de intenso intemperismo de rochas
ferruginosas. Dessa forma, é formado um substrato rígido de considerável resistência à erosão. Este
substrato é denominado de canga ou laterita que é composta, principalmente, por óxidos e hidróxidos
de ferro e alumínio (IGA/CETEC 1995).
Em Mariana, as duas espécies estudadas se encontram sobre rochas do Grupo Caraça (ver
ANEXO III). Este Grupo é subdividido em duas formações: Formação Moeda na base
(Metaconglomerados, quartzitos e filitos) e Formação Batatal, no topo (filitos, filitos grafitosos). As
populações das plantas estudadas estão localizadas em saprolitos proveniente de quartzito, mas, no
local onde se encontra a população de P. vittata, o solo é mais espesso do que o solo onde se encontra
a população de B. variabilis (solo incipiente). A considerável resistência do quartzito ao intemperismo
químico determina a predominância, em seus respectivos domínios, de afloramentos rochosos. A
mineralogia predominante é constituída basicamente por quartzo e imprime aos solos gerados uma
textura predominantemente arenosa. O baixo percentual de bases trocáveis nos quartzitos deriva de
quantidades variáveis de sericita, moscovita e lâminas de filito (IGA/CETEC 1995).
CAPÍTULO 3
METODOLOGIA
3.1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS
Este estudo envolveu uma série de etapas metodológicas descritas a seguir e representadas no
fluxograma da Figura 3.1.
Inicialmente, foi realizado um levantamento dos acervos bibliográficos e cartográficos das
áreas de estudo, além do levantamento bibliográfico sobre os temas abordados no estudo proposto. O
mapa de localização dos locais de coleta foi adaptado de Almeida (2004). O mapa geológico do
Quadrilátero Ferrífero com suas principais estruturas foi adaptado de Dorr II (1969) e Romano (1989)
in César-Mendes & Gandini (2000). O mapa dos litotipos com a localização dos pontos de
amostragem encontra-se no ANEXO III.
Em seguida, foram discutidos os possíveis locais para a realização deste trabalho. Baseando-se
na informação de que nos sedimentos do ribeirão do Carmo em Mariana existe a presença de grande
quantidade de arsênio (~1500 mg/kg) decorrente do depósito de rejeito da Mina de Passagem
(Eleutério 1997, Costa 2001) e a presença de P. vittata, conhecida hiperacumuladora de arsênio (Ma et
al. 2001), foi determinado um local nas encostas do vale do ribeirão do Carmo próximo ao trilho da
Estrada de Ferro RFFSA Leopoldina, onde ocorrem tanto a P. vittata quanto a B. variabilis. O
segundo local foi o Campus Morro do Cruzeiro, onde se encontram cangas lateríticas com ocorrência
das duas espécies em questão.
Após a determinação dos locais de estudo, foi estabelecido um plano de coleta de amostras de
plantas e solos. Finalizada as etapas de amostragem, cada uma das matrizes (planta e solo) foi
preservada, preparada e analisada seguindo metodologia específica. De posse dos resultados iniciou-se
a interpretação e correlação dos dados através da análise estatística.
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
22
1º Peneiramento
Secagem (~60ºC)
Fração <2mm
2º peneiramento
Coleta: 20cm da superfície
Digestão com Água Régia
Fração < 0,149mm (100#)
Ca, Mg, K, Na, P, Fe, Mn, Al, Co,
Cu, Cr, Li, Ni, Mo, Zn, As, Ba, Bi,
Cd, Pb, Sb, Sc, Sr, Th, Ti, V, Y e
Zr por ICP-AES
Estudo da
Herbivoria
Medida de
Arquitetura
Anatomia
Vegetal
Folhas
Análise de
Metais
Prensagem
Identificação
das Espécies
Herbário Prof.
José Badini
(ICEB/UFOP)
Secagem em
Estufa (~50ºC)
Maceração
Ca, Mg, K, Na, P, S, Si, Fe, Mn, Al,
Co, Cu, Cr, Li, Ni, Mo, Zn, As, Ba, Be,
Cd, Pb, Sn, Sr, Ti e V por ICP-AES
Digestão em
Microondas
Limpeza com
Água Destilada e
Deionizada
Medidas: Nº Total
Folhas, MRFD, Nº
galhas
Medidas: Dens.
Tricomas, Espes.
da Cutícula e Nº
de Cristais
Difração de Raios – X
em 8 Amostras
representativas
Análise Estatística
BIOACUMULAÇÃO DE METAIS PESADOS EM PLANTAS
NATIVAS A PARTIR DE SUAS DISPONIBILIDADES EM
ROCHAS E SEDIMENTOS: O EFEITO NA CADEIA TRÓFICA
Levantamento bibliográfico e Cartográfico
Escolhas dos locais de estudo
Coleta das Amstras
Dados
Discussões e
Conclusões
Solo
Planta
Figura 3.1 – Fluxograma representando a metodologia utilizada neste trabalho.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
23
3.2 - COLETA, PRESERVAÇÃO E TRATAMENTO DE AMOSTRAS
3.2.1 - Coleta, Tratamento e Análise de Solo
Em cada local de estudo foi coletada uma amostra de solo próximo às raízes de cada planta
coletada das duas espécies estudadas. O solo foi coletado a uma profundidade de 20 cm da superfície
abaixo da camada de matéria orgânica. No total foram coletadas 30 amostras de solos na encosta do
vale do ribeirão do Carmo em Mariana (PVM01 e BVM01 a 15) e 30 na canga ferruginosa em Ouro
Preto (PVC01 e BVC01 a 15).
As amostras de solo coletadas foram submetidas à secagem em estufa a 50
o
C por dois a três
dias. Após o término da secagem as amostras foram passadas em peneira de 2mm para retirar os seixos
maiores. Em seguida, as amostras foram quarteadas e homogeneizadas, sendo que metade da amostra
foi guardada e metade foi encaminhada para o peneiramento.
Como o objetivo da análise química do solo foi obter os elementos mais facilmente
disponíveis no solo para a absorção pela planta, o solo foi peneirado em uma peneira de 0,149mm
(100 mesh) para obter sua fração constituída da granulometria areia fina, silte e argila.
Para a digestão de solo foi pesado ± 0,1mg de cada amostra em um béquer de 60 mL e
adicionado um pouco de água para umedecer a amostra. O método de extração utilizado foi Aqua
Regia Extration Protocol – BCR parcial (Rauret et al. 2001), em que se adiciona 7mL de ácido
clorídrico (HCl) e 2,33 mL de ácido nítrico (HNO
3
). O béquer foi tampado com um vidro de relógio e
deixado em temperatura ambiente por 16h. Após esta etapa o béquer tampado foi colocado na chapa
numa temperatura entre 90ºC a 100ºC por 2h. As soluções originadas da extração foram filtradas em
balão volumétrico e diluídas com água deionizada até completarem um volume de 50 mL e
acondicionada em pequenos frascos de plástico de 60 mL.
As análises nos solos coletados envolveram a determinação dos elementos Ca, Mg, K, Na, P,
Fe, Al e Mn, Al, Co, Cu, Cr, Li, Ni, Mo, Zn, As, Ba, Be, Bi, Cd, Pb, Sb, Sc, Sr, Th, Ti, V, Y, Zr feitas
pelo método de Espectrometria de emissão atômica por plasma indutivamente acoplado (ICP-AES,
marca: Spectro, Modelo: Ciros CCD com Visão Radial) no Laboratório de Geoquímica Ambiental no
DEGEO/EM/UFOP. Foram utilizados os seguintes materiais de referência internacionais para
validação dos resultados: GBW - 07403 para as amostras de solo e Nist 1643d adaptado para as
amostras de planta. Para uma melhor visualização da distribuição dos elementos apresentadas nos
resultados, as amostras de solo foram separadas em grupos obtidos na análise hierárquica de
agrupamento para cada local de coleta. Esses grupos (com diferentes símbolos) serão utilizados nos
gráficos que apresentam a variação dos teores dos elementos, da seguinte forma: símbolos fechados
fazendo referência aos resultados obtidos para as amostras de solo de Mariana e os símbolos abertos
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
24
representando os resultados obtidos nas amostras de solo de Ouro Preto. Amostras com valores muito
discrepantes das demais e que não foram incluídas nos grupos obtidos nas Análises Hierárquicas de
Agrupamento foram denominadas “Anomalias”.
Também foi feita difração de raios X para identificação de minerais predominantes em oito
amostras de solo de granulometria <0,149 mm (Mariana – PVM 10, PVM15, BVM09 e BVM11, e
Ouro Preto – PVC09, PVC12, BVC04 e BVC10), cada uma representando um grupo separado e pela
análise hierárquica de agrupamento. Para esta análise foi utilizado o espectrômetro de difração de
Raios X RIGAKU modelo D/MAX-2B, com radiação CuKα, corrente de 15mA, voltagem de 40kV e
detector de raios X através de contador de cintilação do Laboratório de Difração de Raios X do
Degeo/UFOP.
3.2.2 - Plantas
Foram escolhidas duas espécies que co-ocorrem nos locais de coleta estabelecidos. Pteris
vittata L. (Figura 3.2) é uma samambaia pertencente á família Pteridaceae. Byrsonima variabilis A.
Juss. (Figura 3.2) é pertencente à família Malpighiaceae (Joly 1991).
Pteris vittata é uma espécie cosmopolita, presente da Ásia às Américas, com ampla adaptação
a solos tropicais e bioindicadora de solos calcáreos (Chen et al. 2002). Recentemente foi observada a
capacidade de hiperacumulação de arsênio nesta espécie, em populações na Flórida (Ma et al. 2001),
na China (Chen et al. 2002) e na região de estudo em Mariana (Palmieri 2005). Esta espécie ocorre nas
encostas e no vale do ribeirão do Carmo, em Mariana.
No Campus Morro do Cruzeiro em Ouro Preto,
esta ocorre sobre a canga laterítica próximo a um antigo depósito de entulho de construção contendo
mármore. Em Ouro Preto, a ocorrência desta espécie está ligada a substratos retrabalhados pela ação
antrópica.
Byrsonima variabilis é uma espécie arbustiva, endêmica de campos rupestres e pertencente a
um gênero bastante diversificado, que ocorre dos campos aos cerrados, ou mesmo na Mata Atlântica
(Joly 1991). Na região de estudo, suas populações ocorrem nas encostas do vale do ribeirão do Carmo
(Mariana) e nos afloramentos ferruginosos em área abandonada de mineração de bauxita (canga
laterítica), pertencente ao Campus do Morro do Cruzeiro (UFOP).
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
25
Figura 3.2 – Espécies de plantas coletadas na região de Ouro Preto - Mariana para estudo ecológico e
geoquímico: Pteris vittata (a) e Byrsonima variabilis (b).
3.2.2.1 - Coleta de Plantas
A marcação das plantas foi feita pelo método de amostragem T-quadrado (Besag & Gleaves
1973), geralmente utilizado para medir a densidade populacional de plantas. Em cada uma das quatro
populações de plantas estudadas, 15 plantas foram amostradas. De cada três plantas da mesma espécie,
uma era coletada até completar 15 para cada população estudada de P. vittata e B. variabilis. Foram
assim coletadas amostras de 30 indivíduos de P. vittata e 30 de B. variabilis, sendo 15 na canga
ferruginosa do Campus da UFOP em Ouro Preto-MG (PVC01 e BVC01 a 15) e 15 na encosta do vale
do ribeirão do Carmo em Mariana-MG (PVM01 e BVM01 a 15) de cada espécie.
Os indivíduos de P. vittata foram coletados inteiros (todas as frondes). Nos indivíduos de B.
variabilis, foram coletados três ramos (unidades de construção = ramos com duas ramificações do
ápice para a base), aleatoriamente, de cada planta selecionada. As coletas foram feitas entre os meses
de fevereiro a abril de 2004. Após o estudo da herbivoria e selecionadas as folhas para o estudo
anatômico (veja abaixo), as frondes de P. vittata e as folhas de B. variabilis foram encaminhadas para
a análise geoquímica.
Todos os indivíduos de B. variabilis foram medidos quanto à altura, o número de ramificações
primárias, secundárias e terciárias (medidas de arquitetura de planta). Somente a altura total foi
medida nos indivíduos de P. vittata, já que esta espécie não apresenta ramificações.
O material testemunho foi depositado no Herbário Professor José Badini do
DECBI/ICEB/UFOP com os seguintes coletores e registro:
Pteris vittata L., Corrêa T.L. & Sousa H.C., OUPR (19.791, 19.792) em 17/09/2003.
Byrsonima variabilis A. Juss., Corrêa T.L. & Sousa H.C., OUPR (19.794) em 17/09/2003.
a b
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
26
3.2.2.2 - Herbivoria
Nos ramos coletados de B. variabilis foram quantificados o número de meristemas ativos e
inativos, número total de folhas de cada ramo, número de galhas (tumores em tecidos vegetais
causados por insetos herbívoros endófagos), e determinada a proporção de folhas danificadas por
herbívoros. Para a determinação das taxas de dano, utilizou-se uma análise da porcentagem de área
foliar perdida. Dentro deste procedimento, 8.209 folhas foram investigadas, onde cada folha foi
classificada dentre uma das cinco seguintes classes de danos definidas arbitrariamente: < 5%; entre 6%
e 30%; 31% e 70%; 71% e 95% e, finalmente danos acima de 95%.
Com base nesta distribuição de classes e quantificação de folhas danificadas, as seguintes
estimativas de dano foliar foram utilizadas:
Média Relativa de Folhas Danificadas
MRFD = ∑ (nº de folhas referente à classe de dano x média da classe)
Nº de folhas danificadas
Proporção de Folhas Danificadas
PFD = Nº de folhas danificadas
Nº total de folhas
Além desta estimativa de herbivoria também foi feita uma medida mais específica de área
foliar perdida. Esta medida foi feita nas mesmas folhas utilizadas para o estudo anatômico (veja seção
3.2.1.3). Cinco folhas maduras (coletadas a partir do 4º nó) foram selecionadas dos ramos coletados
para determinar o peso foliar específico (PFE = peso seco/área foliar), usado para estimar a esclerofilia
foliar (Turner 1994, Madeira et al. 1998). As folhas selecionadas foram escaneadas e a área foliar foi
medida utilizando um programa de computador medidor de área (Easy Quantify Quanticov Image
Analyzer) desenvolvido por Pinto (1996). Para determinação do peso seco, as folhas foram colocadas
na estufa à 60
º
C por 72 horas e então pesadas em uma balança analítica.
As amostras de P. vittata apresentaram, invariavelmente, danos foliares menores que 5% e,
portanto a taxa de herbivoria foi considerada desprezível.
3.2.2.3 –
Estudo anatômico
Para o estudo anatômico, foram feitos cortes histológicos nas folhas coletadas para investigar a
ocorrência de estruturas anatômicas possíveis de serem medidas e que poderiam exercer função de
defesa mecânica contra herbivoria. Os cortes das folhas de B. variabilis evidenciaram estruturas
mensuráveis e com a possibilidade de atuar na defesa foliar. Por sua vez, a descrição anatômica a
partir dos cortes nas frondes de P. vittata não evidenciou tais estruturas.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
27
As frondes de P. vittata foram fixadas utilizando Sulfato ferroso em formalina (Johansen
1940) que cora substâncias fenólicas. Testes histoquímicos foram feitos nas frondes com Sudan III
(Sass 1951), Sudan IV e Black (Gerlach 1984) para evidenciar a composição lipídica da endoderme
(tecido que circunda o tecido vascular na nervura central). A dissociação das epidermes dos folíolos de
P. vittata foi feita pelo método de Jeffrey (Johansen 1940).
Para o estudo anatômico das folhas de B. variabilis, de cada planta foram selecionadas seis
folhas maduras (três sadias e três danificadas) coletadas a partir do 4º nó, que foram fixadas utilizando
Sulfato ferroso em formalina e conservadas em álcool etílico a 70% glicerinado. Em seguida, as folhas
danificadas foram desenhadas em papel milimetrado. Este procedimento permitiu quantificar a
porcentagem de área foliar perdida por herbivoria. A porcentagem de área foliar perdida foi
transformada em arcoseno da raiz quadrada de p, onde p é a proporção total inicial, a fim de
normalizar a distribuição dos dados, (Zar 1996).
As folhas selecionadas para o estudo anatômico foram submetidas a cortes histológicos,
visando comparar e medir as estruturas anatômicas de B. variabilis. No total foram cortadas 180
folhas.
Os cortes histológicos obtidos foram montados em lâminas semipermanentes com gelatina
glicerinada, e nestes foram realizadas análises qualitativas e quantitativas das estruturas anatômicas.
Testes histoquímicos foram feitos com Sudan III (Sass 1951), Sudan IV e Black (Gerlach 1984) para
evidenciar a composição lipídica da cutícula espessa presente na epiderme da folha de B. variabilis e
com floroglucinol a 2% em ácido clorídrico a 18% (Johansen 1940), para evidenciar paredes
lignificadas nos tecidos foliares.
Também, foi feita dissociação das epidermes foliares de todas as folhas de B. variabilis, para
medir a densidade de tricomas no microscópio ótico. Os cortes feitos à mão livre assim como as
epidermes dissociadas foram coradas pela dupla coloração com azul de astra - fucsina básica (Luque et
al. 1996).
Para medir a densidade de tricomas foi estabelecido o aumento de 40x e foi medida a área do
campo de visão neste aumento utilizando a fórmula da área da circunferência (πR
2
), que nesse
aumento é 0,20mm
2
. A densidade então foi medida dividindo a média do número de ocorrências de
tricomas pela área do campo de visão (0,20mm
2
) em cinco campos diferentes na face superior
(adaxial) e cinco na inferior (abaxial) da epiderme foliar em dois cortes foliares (um próximo à
nervura central e outro na margem foliar). A medida de densidade de tricomas utilizada neste trabalho
foi a média das densidades na face superior e inferior da epiderme foliar dos dois cortes.
No corte transversal da folha foi medida a espessura da cutícula, que é substancial em B.
variabilis. A espessura da cutícula foi medida em seis pontos na superfície superior e seis na inferior
do limbo da folha e três pontos na superfície superior e três na superfície inferior da nervura central da
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
28
folha nos cortes transversais. Da mesma forma que a densidade de tricomas, a medida de espessura de
cutícula utilizada neste trabalho foi a média das espessuras medidas em cada folha.
Além disso, o número de cristais de oxalato de cálcio (drusas – forma de estrelas e cristais
prismáticos) presentes na nervura central da folha foi medido em cada corte histológico.
Fotomicrografias dos cortes anatômicos e as medidas feitas nas estruturas anatômicas foram
realizadas em fotomicroscópio ótico Leica DMLS com lente micrometrada.
3.2.2.4 - Tratamento e Análise Geoquímica
Após o estudo da herbivoria todas as folhas foram destacadas dos ramos coletados de cada
planta e acondicionadas em sacos plásticos e guardadas no freezer do laboratório de geoquímica
DEGEO/EM/UFOP. Em seguida, as amostras de plantas foram devidamente lavadas com água
destilada e deionizada para retirar partes podres, insetos, partículas de solo e poeira. Então, cada uma
das amostras de planta foi submetida à secagem em estufa a 50ºC para a eliminação da água. Ao
término da secagem, as amostras foram cortadas em pedaços bem pequenos com uma tesoura de
porcelana, para evitar contaminação por metais.
Para a digestão das amostras, foi pesado ±0,2mg de amostras de cada planta em balança
analítica e colocadas diretamente nos tubos de teflon para microondas com tampa de rosca e válvula
compensadora de pressão e, em seguida, adicionados 5 mL de ácido nítrico 67% p/p (HNO
3
) e 2 mL
de peróxido de hidrogênio 30% p/p (H
2
O
2
). As amostras foram deixadas em pré-digestão a frio por 24
horas em uma capela com o objetivo de diminuir a reatividade da matéria orgânica.
Após a etapa de pré-digestão, os tubos de teflon lacrados contendo as amostras foram
colocados em um prato giratório no forno de microondas (modelo MDS-2000, CEM Corp.) até
oxidação total (solução límpida).
As soluções obtidas na digestão em microondas foram filtradas (filtro marca Quantify – faixa
preta quatitativo – JP41 – 9cm diâmetro) em balão volumétrico, diluídas com água deionizada até
completarem um volume de 25 mL e acondicionadas em pequenos frascos de plástico de 60 mL. A
metodologia utilizada na digestão das amostras de plantas foi baseada no método 3052 – Microwave
Assisted Acid Digestion of Siliceous and Organically Based Matrices (US EPA 1996). As análises nas
amostras de plantas coletadas envolveram a determinação dos elementos Ca, Mg, K, Na, P, S, Si, Fe,
Al e Mn, Al, Co, Cu, Cr, Li, Ni, Mo, Zn, As, Ba, Be, Cd, Pb, Sn, Sr, Ti, V feitas pelo método de
Espectrometria de emissão atômica por plasma indutivamente acoplado (ICP-AES), no Laboratório de
Geoquímica Ambiental no DEGEO/EM/UFOP.
Uma coleta extra de amostras de folhas de duas plantas (BVM02 e BVM03) de B. variabilis
foi feita em Mariana para analisar as concentrações de metais pesados nos pêlos epidérmicos das
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
29
folhas (tricomas) e testar se estes não estariam sendo utilizados por essa espécie para eliminar arsênio.
Isto porque, em geral, as amostras de folhas de B. variabilis apresentaram baixa concentração de
arsênio e somente a BVM03 apresentou uma concentração alta desse elemento (224 mg/kg). Para a
raspagem dos tricomas das folhas foram utilizados pincéis plásticos.
Para a digestão das amostras de tricomas, foi pesado ±0,2mg de amostras de cada planta em
balança analítica e colocadas diretamente nos tubos de Savillex com tampa de rosca e, em seguida,
adicionados 3 mL de ácido nítrico 67% (HNO
3
) e 1 mL de peróxido de hidrogênio 30% (H
2
O
2
). As
amostras foram deixadas em pré-digestão a frio por 24 horas em uma capela. Após a etapa de pré-
digestão, os tubos de Savillex lacrados contendo as amostras foram colocados na chapa em uma
temperatura entre 90º e 120ºC até oxidação total.
As soluções obtidas na digestão em Savillex foram filtradas (filtro marca Quantify – faixa
preta quatitativo – JP41 – 9cm diâmetro) em balão volumétrico, diluídas com água deionizada até
completarem um volume de 25 mL e acondicionada em pequenos frascos de plástico. A metodologia
utilizada na digestão das amostras de tricomas foi adaptada do método de digestão de sedimentos em
Savillex (Moutte 2003).
3.3 - TÉCNICAS ANALÍTICAS
Espectrometria de Emissão Atômica (ICP-AES)
A Espectrometria de Emissão Atômica é uma técnica utilizada para determinação quantitativa
de metais, em níveis de concentrações maiores (porcentagem) e traços (mg/L e µg/L), em uma ampla
variedade de amostras, tais como: amostras geológicas e ambientais, água, aços e ligas, plantas e
alimentos. Esta técnica representa um método rápido e de grande sensibilidade para determinação de
metais, podendo detectar concentrações muito baixas (Greenberg et al. 1992). O princípio fundamental
da Espectrometria de Emissão Atômica consiste na ionização dos elementos a serem analisados pelo
plasma indutivo de argônio sustentado por um campo magnético que é gerado por uma bobina de
radiofreqüência (Dutra 1984).
No plasma as amostras passam por um sistema nebulizador e são transportadas em forma de
aerosol. As amostras sofrem uma seqüência de processos físico-químicos: dessolvatação (remoção do
solvente da amostra líquida), vaporização para o nível molecular, dissociação ou ionização de átomos
(Dutra 1984).
Em seguida, a luz emitida é filtrada e separada por região do espectro (difratada pelas redes de
difração). Cada região do espectro está associada a uma transição eletrônica e as intensidades
luminosas são medidas, pois são proporcionais à concentração do elemento. Este método ainda
fornece, em uma única operação, a determinação multielementar de metais (Dutra 1984).
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
30
Este método foi utilizado para as análises dos metais Ca, Mg, K, Na, P, S, Si, Fe, Mn, Al, Co,
Cu, Cr, Li, Ni, Mo, Zn, As, Ba, Bi, Cd, Pb, Sb, Sc, Sn, Sr, Th, Ti, V, Y e Zr em amostras de planta e
solo, que foram realizadas no Laboratório de Geoquímica da UFOP – Departamento de Geologia.
Difração de Raios – X
Os raios X são radiações eletromagnéticas, que podem ser polarizados, refratados e refletidos.
Tais raios são produzidos a partir do bombardeio do ânodo por elétrons do cátodo, acelerados por alta
voltagem. Aumentando-se a voltagem ocorre o deslocamento dos comprimentos de onda dos raios
para valores mais baixos. Em média, o comprimento de onda utilizado na difração de raios - X é de
cerca de 1Å (Formoso 1984).
O método do pó total é o mais utilizado na difração de raios - X, pois como o pó é constituído
por um número infinito de cristais, quando exposto a uma radiação monocromática, a possibilidade de
gerar reflexões em diversas posições é muito maior do que se o material fosse um único cristal
(Formoso 1984).
3.4 – ANÁLISE ESTATÍSTICA
Os resultados dos elementos obtidos na análise química das amostras de solos e plantas
coletadas em Mariana e em Ouro Preto foram submetidos à análise hierárquica de agrupamento
(Cluster). Essa técnica permite a classificação dos dados com base na similaridade (Zar 1996). Os
elementos Mo e Pb foram retirados desta análise para as amostras de solo de Mariana e nas amostras
de solo de Ouro Preto foi retirado somente o Mo, devido as suas concentrações estarem abaixo do
limite de quantificação do ICP-AES. Os elementos Co e Cd foram retirados da análise para as
amostras de frondes de P. vittata e Mo, Co e Cd para as folhas de B. variabilis, porque suas
concentrações apresentaram-se abaixo do limite de detecção.
Para testar a hipótese de que as populações de B. variabilis diferem quanto a herbivoria entre
os dois locais estudados (Mariana e Ouro Preto), foi utilizado o teste-t de Student. Também foram
comparadas com este teste a arquitetura de planta, a esclerofilia foliar (peso seco específico) e as
concentrações de metais. Os dados de arquitetura de planta foram sumarizados em uma matriz de
correlação desenvolvida pela técnica de Análise de Componentes Principais (PCA). A PCA gera uma
função com base na probabilidade de explicação de cada variável no modelo, assim ordenando as
mesmas por ordem de importância, nominalmente: a altura total de cada planta, o número de
ramificações 3ª, 2ª, número de meristemas apicais ativos, inativos e o número de ramificações 1ª.
Testes-t de Student também foram utilizados para testar se as duas populações de P. vittata e de B.
variabilis em Mariana e Ouro Preto diferem quanto às concentrações de metais pesados.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
31
Modelos de regressão linear simples foram construídos para testar se as concentrações de
metais pesados nas amostras de planta variaram em resposta às concentrações dos mesmos nas
amostras de solo. Em acréscimo, o índice de bioacumulação, que é a razão entre as concentrações de
metais pesados nas folhas e essas no solo, foi calculado para testar a capacidade das espécies estudadas
em absorver metais pesados do solo. Finalmente, a correlação de Pearson foi feita para testar se as
concentrações de metais pesados nas folhas de B. variabilis e as variáveis biológicas apresentam
correlações significativas entre si.
A hipótese de que a acumulação de metais pesados nas folhas poderia causar redução da
herbivoria foi testada através de modelos de regressões lineares simples. Baseando-se nos Índices de
Bioacumulação obtidos, a concentração de manganês nas folhas, encontrada em concentrações
consideradas tóxicas para as plantas (Kabata – Pendias & Pendias 1992), foi eleita para testar o seu
efeito sobre a proporção de folhas danificadas e do número de galhas.
A fim de avaliar a validade da separação arbitrária entre folhas danificados e sadios, foram
testadas as diferenças dentro de planta de características anatômicas de defesa. As médias de
densidade de tricomas na margem foliar, da espessura da cutícula no limbo e do número de cristais de
oxalato de cálcio presentes na nervura central entre as folhas danificadas versus as sadias dentro de
uma mesma planta foram comparadas utilizando o teste-t pareado. Os resultados mostraram que os
dois tipos de folhas apresentaram médias de densidade de tricomas na margem foliar (t
0,05; 29
= 1,77; p>
0,05), da espessura da cutícula no limbo (t
0,05; 29
= -0,64; p > 0,05) e do número de cristais de oxalato
de cálcio (t
0,05; 29
= -0,27; p > 0,05) semelhantes. Portanto, neste trabalho considerou-se as seis folhas
sem a separação dessas em grupos distintos (danificadas e sadias). Desta forma, para testar o efeito de
local (variável Dummy), das variáveis anatômicas e das interações entre as estruturas anatômicas e o
local na herbivoria (área foliar pedida), foi realizada uma análise de covariância (ANCOVA), em um
modelo misto, com as medidas em folhas aninhadas em plantas (fator ao acaso).
Análises de resíduos foram feitas para investigar a normalidade e homocedasticidade dos
dados para cada análise. Os dados que não eram normais foram transformados apropriadamente em
arcoseno da raiz quadrada de p ou logaritmizados. As análises foram realizadas nos programas
estatísticos STATISTICA (Data analysis software system), version 6, (StatSoft, Inc. 2001), MINITAB
Release (2004), version 14.12.0.
CAPÍTULO 4
RESULTADOS
4.1 – SOLOS
Os resultados mínimos, máximos, médios e desvio padrão dos referidos metais analisados nas
amostras de solo encontram-se na Tabela 4.1. Os resultados das análises químicas e os resultados das
análises de difração de Raios-X encontram-se no Anexo I.
4.1.1 – Caracterização Geoquímica das Amostras de Solo
4.1.1.1 - Análise Hierárquica de Agrupamento e Análise Mineralógica
O dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento das amostras de solos de
Mariana (Figura 4.1) mostra que essas amostras estão, basicamente, divididas em dois grupos:
O primeiro grupo (C1D1, Fig. 4.1) refere-se, em grande parte, às amostras coletadas próximo
aos indivíduos de B. variabilis (amostras BVM01 a BVM15 e PVM02). De acordo com a análise
mineralógica das amostras BVM09 e BVM11 (representativas deste grupo), este grupo é
caracterizado, em geral, pela presença de goethita, quartzo. Uma raia em 7,22Å sugere a presença
de caulinita, em pequenas concentrações (ver ANEXO I). A goethita ocorre freqüentemente como
produto de meteorização dos minerais com ferro, tais como a siderita, magnetita, pirita e outros. A
sua fórmula química é FeOOH, mas podem ocorrer substituições frequentes do Fe
3+
por Mn
3+
(Deer
et al. 1965). O quartzo (SiO
2
) é um dos minerais mais abundantes e ocorre como constituinte
essencial de muitas rochas eruptivas, sedimentares e metamórficas. Em virtude da sua resistência
física e química à corrosão o quartzo é um mineral detrítico abundante e sofre concentração durante
os processos sedimentares até dar origem a areias e arenitos de vários tipos (Deer et al. 1965). A
caolinita é uma argila, cuja fórmula é Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
e geralmente ocorrem associadas ao quartzo e
a moscovita. A capacidade da caulinita em fixar fosfatos é de grande importância em pedologia
(Deer et al. 1965; Krauskopf 1972).
O segundo grupo (C2D1, Fig. 4.1) inclui a maioria das amostras coletadas sob os indivíduos
de P. vittata em Mariana (amostras PVM04, PVM05, PVM07, PVM10 a PVM14). De acordo com
a análise mineralógica da amostra PVM10 (representativa deste grupo), a composição mineralógica
deste grupo é representada, em geral, por quartzo, caolinita, moscovita tipo vanádio – bário (ver
ANEXO I). A moscovita é uma das micas mais freqüentes e ocorre numa grande variedade de
ambientes geológicos. A fórmula química deste tipo de moscovita é: (K, Ba, Na)
0,75
(Al, Mg, Cr,
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
34
V)
2
(Si, Al, V)
4
O
10
. Este grupo difere do primeiro por apresentar argilominerais demonstrados por
raias na região mais à esquerda no espectro com valores de “d” acima de 10Å. Uma raia em 14,1Å
sugere a presença de montmorilonita (Ca
0,165
Si
4
(Al
1,67
Mg
0,33
)O
10
(OH)
2
. Isto indica que os solos
deste grupo estão em estágios mais avançados de intemperismo do que o primeiro grupo.
O dendrograma mostra ainda as amostras PVM01, PVM03, PVM06, PVM08, PVM09 e
PVM15 coletadas em Mariana, mas que não se encaixam em nenhum dos dois grupos separados
em Mariana. De acordo com a análise mineralógica da amostra PVM15 (ver ANEXO I), esta
amostra é caracterizada pela presença de quartzo, moscovita tipo vanádio-bário e caolinita. As raias
em 2,45Å, 2,69Å, 4,25Å e 4,97Å sugerem a presença de goethita nesta amostra. O fato de essas
amostras estarem isoladas dos grupos identificados não parece ser justificado por diferenças na
composição mineralógica, pois o resultado da análise de difração de raios X da amostra PVM15 é
semelhante aos demais apresentados. O isolamento dessas amostras pode ser devido a outros
fatores, como anomalia na concentração de um ou mais elementos específicos.
Figura 4.1 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento nas amostras de solo em Mariana.
O dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento das amostras de solos de
Ouro Preto (Figura 4.2) mostra que essas amostras estão, basicamente, divididas em quatro grupos:
O primeiro grupo (D1E1, Fig. 4.2) inclui as amostras coletadas sob os indivíduos de B.
variabilis (amostras BVC01, BVC03, BVC06 a BVC08, BVC10 a BVC12, BVC14). De acordo com a
BVM01
BVM03
BVM09
BVM04
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
PVM07
PVM11
BVM07
BVM15
BVM11
PVM01
PVM05
BVM08
PVM04
PVM14
BVM12
PVM10
PVM13
PVM15
PVM12
PVM08
PVM09
PVM06
PVM03
Amostras de Solo em Mariana
Similaridade
60
80
100
40
A
B1
B2
C1
C2
D2
D2 D1
D1
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
35
análise mineralógica da amostra BVC10 (representativa deste grupo), este grupo é caracterizado, em
geral, pela presença de quartzo, moscovita tipo vanádio – bário, hematita, goethita (evidenciada pela
presença de raia em 4,17 Å e 4, 98Å) (ver ANEXO I). A hematita constitui um minério de ferro muito
importante e ocorre principalmente em sedimentos e seus equivalentes metamorfisados (Deer et al.
1965). Sua presença é comum em lateritas ferruginosas como é o caso em Ouro Preto. A fórmula da
hematita é Fe
2
O
3
, mas podem existir pequenas quantidades de MnO, FeO, SiO
2
, Al
2
O
3
e TiO
2
sob
forma de impurezas (Deer et al. 1965). A dravita tipo cromo é um silicato do grupo da turmalina. Sua
fórmula é Na
0,24
(Mg, Al, Cr)
3
Al
6
(BO
3
)
3
Si
6
O
18
(OH)
4
, mas podem ocorrer pequenas quantidades de Fe,
Mn, Ti, Ca, Cr, V, K, F sob a forma de impurezas.
O segundo grupo (D1E2, Fig. 4.2) refere-se, em grande parte, às amostras coletadas sob os
indivíduos de P. vittata (amostras PVC01 a PVC10, PVC15). De acordo com a análise mineralógica
da amostra PVC09 (representativa deste grupo), este grupo é caracterizado, em geral, pela presença
dos minerais moscovita, caolinita, gibsita e goethita (ver ANEXO I). A fórmula química da moscovita
neste grupo é: (K, Na)(Al, Mg, Fe)
2
(Si
3,1
, Al
0,9
)
4
O
10
(OH)
2
. A gibsita é um hidrato de alumina
constituinte principal das bauxitas e lateritas (bauxitas ferruginosas). A fórmula química da gibsita é
Al(OH)
3
. As análises de gibsita apresentam geralmente a presença de Fe
2
O
3
e quantidades menores de
outros óxidos, presentes sob forma de impurezas.
O terceiro grupo (B2C1, Fig. 4.2) é representado pelas amostras restantes coletadas sob os
indivíduos de B. variabilis (amostras BVC02 a BVC05 e BVC15). De acordo com a análise
mineralógica da amostra BVC04 (representativa deste grupo), a composição mineralógica deste grupo
é representada, em geral, por moscovita, caolinita e goethita (ver ANEXO I). A fórmula química da
moscovita neste grupo é: (K, Na)(Al, Mg, Fe)
2
(Si
3,1
, Al
0,9
)
4
O
10
(OH)
2
.
O quarto grupo (B2C2, Fig. 4.2) é representado pelas amostras restantes coletadas sob os
indivíduos de P. vittata (amostras PVC11 a PVC14). De acordo com a análise mineralógica da
amostra PVC12 (representativa deste grupo), a composição mineralógica deste grupo é representada,
em geral, por quartzo, moscovita tipo vanádio - bário, hematita e caolinita (ver ANEXO I).
O dendrograma mostra ainda as amostras PVC10, BVC09 e BVC13, que não fazem parte dos
quatro grupos observados em Ouro Preto por serem diferentes das demais amostras coletadas neste
local. Possivelmente esta amostra apresenta composição mineralógica distinta dos grupos citados
acima ou então, apresentam anomalias nas concentrações de alguns elementos.
Analisando os dois dendrogramas (Mariana e Ouro Preto) se observa que as amostras de solo
coletadas na população de P. vittata são distintas das amostras coletadas na população de B. variabilis.
Este resultado indica que estas plantas ocupam micro-habitats notavelmente distintos. Os resultados
aqui obtidos refletem claramente que, a despeito de ocorrem em litotipo semelhante, estas espécies
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
36
ocupam nichos ecológicos distintos, em função, eventualmente, de outros requisitos ecológicos e
fisiológicos.
Figura 4.2 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento nas amostras de solo em Ouro
Preto.
4.1.1.2 – Distribuição dos Elementos nas Amostras de Solos
Os elementos serão apresentados conforme disposição nas tabelas de resultados que se
encontram no Anexo I. Para cada elemento, dois gráficos de distribuição de suas concentrações no
solo serão apresentados, um de Mariana e outro de Ouro Preto.
BVC01
BVC14
BVC10
BVC08
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
BVC09
BVC02
Amostras de Solo em Ouro Preto
PVC02
PVC06
PVC15
PVC05
PVC07
PVC09
PVC08
PVC10
PVC04
BVC04
BVC05
PVC14
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
BVC13
Similaridade
50
60
80
100
A
B2
C1
C2
D1
C2
B1
C1
D2
E2
E1
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
37
Tabela 4.1 - Resultados mínimos, máximos, médios e desvios-padrão dos elementos analisados em amostras
de solo da região de Mariana e Ouro Preto.
Local
Amostras
Elementos Média Desvio Mín. Máx. Média Desvio Mín. Máx. Média Desvio Mín. Máx. Média Desvio Mín. Máx
Padrão Padrão Padrão Padrão
Ca 13368 21113 399 85775 32,8 21 <1,67 75,0 41978 40962 3448 129221 369 333 21,7 1268
Mg 10073 10699 113 43734 <0,15 <0,15 3270 2554 863 10277 166 124 <0,15 433
K 929 860 62,6 2739 86,9 36 46,1 177 569 371 139 1280 493 426 <3,43 1403
Na 37,5 25 <0,55 85,2 10,5 8,9 <0,55 29,5 57,5 50 1,19 144 69 54 <0,55 167
P 404 136 94,5 706 333 212 <4,68 671 770 212 511 1133 1195 347 597 2099
Fe* 75,5 34 41,7 178 28,3 20 7,15 75,2 235 120 52,6 450 285 142 132 512
Mn 1363 1268 266 5155 52,0 32 17,0 115 4031 2116 1249 9021 4072 6828 1134 28639
Al* 37,4 17 8,58 70,7 7,57 5,7 1,74 21,9 48 16 20,9 68,9 24,8 13 6,66 47,4
Co 20,7 17 2,96 68,9 1,08 0,6 0,34 1,79 12,2 2,6 9,10 17,7 11,8 4,0 7,83 20,0
Cu 47,5 16 <0,48 70,7 10,8 9,2 <0,48 35,2 46,5 12 25,3 70,7 55,9 40 9,26 134
Cr 256 152 47,4 646 61,0 43 11,4 160 80,0 16 38,9 102 60,8 20 28,0 115
Li 15,8 12 2,44 44,6 0,22 0,1 0,06 0,54 6,52 3,4 1,29 11,3 1,10 0,8 0,16 2,97
Ni 88,8 49 18,4 195 11,3 5,6 0,67 21,2 30,2 4,6 23,5 38,1 63,5 18 41,6 107
Mo <3 <3 3,16 <3 3,16 4,4 <3 4,40 <3 <3
Zn 48,0 16,0 17,4 78,2 14,3 7,6 4,56 30,9 83,8 20 54,3 123 77,0 17 36,3 104
As 68,0 66 1,98 253 83,2 52 14,4 157 58,1 36 22,1 147 43,8 10 31,0 77,6
Ba 76,3 52 23,8 243 3,58 1,7 1,38 7,26 229 86 139 473 117 164 6,17 679
Bi 1,21 1 <0,3 3,79 0,77 0,7 <0,3 2,09 7,54 3,9 <0,3 14,8 8,04 5,9 1,08 21,7
Cd 4,73 2,5 1,70 13,0 1,95 1,4 0,32 4,54 16,4 8,8 4,19 31,0 20,9 11 8,30 39,8
Pb 13,7 <12,3 13,7 <12,3 <12,3 24,2 22 <12,3 85,4 23,5 17 2,11 71,4
Sb 25,9 11 8,26 49,3 14,8 8,2 <8,6 30,5 59,4 28 18,7 111 66,5 31 30,1 119
Sc 10,7 5,8 1,4 19,3 0,97 0,7 0,20 2,52 7,41 1,5 4,30 10,0 2,81 1,0 1,09 4,83
Sr 6,48 3,8 3,07 18,8 1,39 0,9 0,24 3,56 256 257 16,6 870 5,20 3,8 0,48 14,2
Th 6,08 2,3 1,63 9,77 4,25 4,1 0,61 14,6 17,8 4,4 9,19 25,2 5,73 4,0 2,12 15,0
Ti 887 399 182 1471 246 124 64,7 462 983 158 700 1244 973 228 456 1331
V 105 45 28,3 176 54,5 35 14,1 123 139 30 60,3 188 129 24 76,1 166
Y 10,1 6,8 2,43 30,6 0,71 0,4 0,19 1,49 9,45 2,7 5,98 17,7 7,80 6,8 1,86 14,8
Zr 6,23 3,3 0,07 13,2 2,13 2,0 <1 6,43 23,6 8,4 13,1 42,9 11,4 11 1,90 31,1
Obs: Todos os valores estão em mg/kg, exceto * em g/kg.
Mariana Ouro Preto
PVC BVCBVMPVM
Cálcio:
Este elemento é o principal constituinte de muitos minerais formadores de rochas
como os aluminossilicatos (por ex. plagioclásio), apatita (Ca
5
FCl(PO
4
)
3
), calcita (CaCO
3
), dolomita
(CaMg(CO
3
)
2
) e outros. O Cálcio é predominante em calcários e mármores, embora possa estar
presente em argilitos, siltitos e arenitos (Turekian & Wedepohl 1961, Wedepohl 1978). A maioria dos
teores encontrados para cálcio nas amostras de solo nos dois locais está de acordo com a concentração
média (15.000 mg/kg) de cálcio observado em solos em geral (Epstein 1972, Bowen 1979).
Entretanto, se observam que as amostras do Grupo 1 de Mariana e dos Grupos 1 e 3 de Ouro Preto
apresentaram concentrações muito baixas de cálcio chegando a teores abaixo do limite de
quantificação (1,67 mg/kg) para a técnica analítica utilizada (ICP-AES). Teores muito altos foram
observados em amostras do Grupo 2 de Ouro Preto e algumas anomalias, amostras PVM03 e PVC10
(Figura 4.3). Os valores baixos podem ser devido a uma maior lixiviação do cálcio nos solos coletados
sob os indivíduos de B. variabilis. Os teores altos de cálcio em Mariana podem indicar uma
contribuição de calcário e gnaisse presente no trilho de trem próximo às amostras coletadas sob
indivíduos de P. vittata e em Ouro Preto os valores altos podem ser devido à contribuição de cálcio
lixiviado do mármore presente no entulho de construção depositado no local. Estas amostras de solo
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
38
foram coletadas sob indivíduos de P. vittata que é uma planta indicadora de calcário (Chen et al.
2002).
Figura 4.3 – Variação dos teores de cálcio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Magnésio: As principais fontes naturais de magnésio são os minerais magnesita
(MgCO
3
),
dolomita, biotita
(K(Mg,Fe)
3
(Al,Fe)Si
3
O
10
(OH,F)
2
), granada, piroxênio (hornblenda), clorita, olivina e
outros (Wedepohl 1978). Os teores encontrados para magnésio nas amostras de solo coletadas sob
indivíduos de B. variabilis estão abaixo do valor médio (5.000 mg/kg) encontrada nos solos em geral
(Epstein 1972, Bowen 1979), chegando a valores abaixo do limite de quantificação (0,15 mg/kg) em
Mariana (Figura 4.4) para a técnica analítica utilizada (ICP-AES). Os Grupos 2 de Mariana e de Ouro
Preto apresentaram teores mais altos do que os demais grupos. Concentrações acima de 6.000 mg/kg
foram observadas em Mariana nas amostras de solo coletados sob indivíduos de P. vittata. Os valores
altos de magnésio em Mariana podem ser devido também a lixiviação deste elemento.
Cálcio
Mariana
0
20000
40000
60000
80000
100000
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Cálcio
Ouro Preto
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
39
Figura 4.4 – Variação dos teores de magnésio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Magnésio
Mariana
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Magnésio
Ouro Preto
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
40
Potássio: As principais fontes naturais de potássio são os feldspatos potássicos e micas como
moscovita, biotita e outros (Wedepohl 1978). A concentração média observada nos solos em geral é
14.000 mg/kg (Epstein 1972, Bowen 1979). De modo geral, os teores de potássio observados nas
amostras coletadas em Mariana e em Ouro Preto estão bem abaixo deste valor, sendo que os teores
médios das amostras coletadas sob os individuais de P. vittata nos dois locais são maiores do que os
observados nas amostras coletadas sob os indivíduos de B. variabilis (Figura 4.5). Isto indica que
ocorreu uma maior perda por lixiviação de bases trocáveis nos solos onde a espécie B. variabilis
ocorre especialmente, em Mariana.
Figura 4.5 – Variação dos teores de potássio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Potássio
Ouro Preto
0
400
800
1200
1600
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Potássio
Mariana
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
41
Sódio: Na natureza, as principais fontes são os feldspatos sódicos
(albita – Na(AlSi
3
O
8
)),
anfibólios e piroxênios (Wedepohl 1978). A concentração média de sódio encontrada nos solos é
5.000 mg/kg (Epstein 1972, Bowen 1979). No geral, os teores encontrados para sódio estão bem
abaixo do valor médio com algumas amostras apresentando valores abaixo do limite de quantificação
de 0,27 mg/kg (Figura 4.6). De maneira geral, as amostras de Ouro Preto apresentaram teores de sódio
maiores do que as de Mariana.
Figura 4.6 – Variação dos teores de Sódio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Sódio
Mariana
0
20
40
60
80
100
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Sódio
Ouro Preto
0
40
80
120
160
200
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
42
Fósforo: A concentração média de fósforo encontrada nos solos é 800 mg/kg (Epstein 1972,
Bowen 1979). Os teores encontrados para fósforo em Mariana estão abaixo da concentração média
(Figura 4.7). Teores altos acima de 1.000 mg/kg são observados em Ouro Preto. As maiores
concentrações de fósforo nas amostras dos grupos de Ouro Preto e Mariana podem ser devido à
presença de caulinita na constituição mineralógicas das amostras de solo, isto por este mineral ter uma
alta capacidade de fixar fósforo (Deer et al.1965, Krauskopf 1972).
Figura 4.7 – Variação dos teores de fósforo no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Fósfor o
Ouro Preto
0
500
1000
1500
2000
2500
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Fós for o
Mariana
0
100
200
300
400
500
600
700
800
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
43
Ferro: Os principais minerais de ferro de origem sedimentar são representados, em sua
maioria, pela hematita, goethita, pirita
(FeS
2
) e outros (Wedepohl 1978). A concentração média de
ferro encontrada nos solos é 40000 mg/kg (Epstein 1972, Bowen 1979). Em geral, os teores
encontrados para ferro em Mariana estão de acordo com a concentração média encontrada nos solos
em geral, mas algumas amostras apresentam valores altos (Figura 4.8). Isto pode ser devido à presença
de goethita na composição mineralógica das amostras representativas PVM10 (Grupo 2) e PVM15
(Anomalias). Os teores de ferro encontrados nas amostras de Ouro Preto são muito altos. Isto é devido
à ocorrência da canga laterítica caracterizada pela alta concentração de ferro presente na goethita e
Hematita.
Figura 4.8 – Variação dos teores de ferro no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Ferro
Mariana
0
40000
80000
120000
160000
200000
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentracão (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Fe rr o
Ouro Preto
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
44
Manganês: O manganês está presente em vários grupos de minerais (silicatos, óxidos,
sulfatos, carbonatos, etc.), mas principalmente, em minerais silicáticos formadores de rochas. As
concentrações de manganês nos solos em geral variam de 300 a 8.000 mg/kg, com uma média de 700
mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). As amostras coletadas em Ouro Preto apresentam os
maiores teores de manganês com concentrações médias de 4.031mg/kg - PVC e 4.072 mg/kg - BVC
(Tabela 4.1 e Figura 4.9). Estas são bem maiores do que as concentrações médias das amostras de
Mariana (1.363 mg/kg – PVM e 52mg/kg – BVM). Da mesma forma que o ferro, o manganês ocorre
em concentração residual em cangas lateríticas como resultados de intenso intemperismo. O manganês
pode fazer parte da constituição da goethita substituindo o ferro e da hematita como impureza.
Figura 4.9 – Variação dos teores de manganês no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Manganês
Ouro Preto
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Manganês
Mariana
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
45
Alumínio: Este elemento é encontrado, principalmente, em silicatos (feldspatos, anfibólios,
micas), óxidos, hidróxidos e argilominerais (Wedepohl 1978). Está presente na crosta terrestre em
concentrações bastante elevadas acima de 80.000 mg/kg (Turekian & Wedepohl 1961). A
concentração média de alumínio encontrada nos solos em geral é 70.000 mg/kg (Epstein 1972, Bowen
1979). As concentrações médias de Ouro Preto (47.972 mg/kg – PVC e 24.829 mg/kg – BVC) são
maiores do que de Mariana (37.364 mg/kg – PVM e 7.566 mg/kg – BVM; Tabela 4.1; Figura 4.10).
Como o Ferro, durante o intemperismo, a solubilidade deste elemento é baixa, fazendo com que se
concentre em solos residuais, tais como lateritas e bauxitas, que são ricas em óxidos e hidróxidos
(Wedepohl 1978).
Figura 4.10 – Variação dos teores de alumínio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Alumínio
Mariana
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Alumínio
Ouro Preto
0
20000
40000
60000
80000
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
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46
Cobalto: O cobalto não possui minerais muito comuns, sendo o principal a cobaltita (CoAsS).
Possui propriedades muito semelhantes ao níquel, ocorrendo juntos em uma variedade de minerais
(Wedepohl 1978). Da mesma forma que o níquel, o cobalto é facilmente solubilizado durante o
intemperismo e sua distribuição é determinada pela presença de óxidos de ferro e manganês. As
concentrações de cobalto nos solos em geral variam de 5 a 40 mg/kg, com uma média de 9 mg/kg
(Kabata - Pendias & Pendias 1992). As amostras do Grupo 2 de Mariana e algumas amostras com
valores anômalos apresentam altas concentrações de cobalto (Figura 4.11). Em Ouro Preto, as
amostras apresentaram distribuição mais uniforme independente dos grupos.
Figura 4.11 – Variação dos teores de cobalto no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Cobalto
Ouro Preto
0
5
10
15
20
25
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Cobalto
Mariana
0
15
30
45
60
75
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
47
Cobre: Este metal ocorre na natureza em diversos minerais distribuídos em vários grupos,
onde os principais encontram-se nos sulfetos e óxidos-hidróxidos. Os principais minerais de cobre são
calcocita
(Cu
2
S), bornita, calcopirita (CuFeS
2
), covelita, cuprita (Cu
2
O),, azurita (Cu
3
[CO
3
]
2
(OH)
2
e
malaquita (Wedepohl 1978). As concentrações de cobre nos solos em geral variam de 8 a 90 mg/kg,
com uma média de 40 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). A concentração média do Grupo 1
(10,8 mg/kg) de Mariana está abaixo da média nos solos em geral. Concentrações maiores são
observadas nas amostras sob indivíduos de P. vittata (Grupo 2 e algumas anomalias). Em Ouro Preto,
a maioria das amostras apresentam concentrações acima da média dos solos em geral, especialmente, o
Grupo 1 (Figura 4.12). Este comportamento pode ser explicado pela alta adsorção de cobre pelos
óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio presentes nas cangas lateríticas (McBride 1994).
Figura 4.12 – Variação dos teores de cobre no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Cobre
Mariana
0
10
20
30
40
50
60
70
80
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Cobre
Ouro Preto
0
30
60
90
120
150
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
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48
Cromo: O cromo ocorre na natureza como constituinte majoritário em poucos minerais, sendo
o principal deles a cromita (FeCr
2
O
4
), comum em rochas ultramáficas. Ocorre substituindo outros
elementos, como o alumínio, em muitos minerais (Wedepohl 1978). As concentrações de cromo nos
solos em geral variam de 30 a 100 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). As amostras de Mariana
apresentam concentrações mais altas do que Ouro Preto, principalmente as amostras coletadas sob os
indivíduos de P. vittata, chegando até 646 mg/kg de cromo (Tabela 4.1). De modo geral, em Ouro
Preto, as amostras apresentam pouca variação na concentração de cromo (Figura 4.13). As altas
concentrações acima de 300 mg/kg observadas em algumas amostras de Mariana podem ser explicadas
pela presença de fontes naturais de cromo em rochas básicas intrusivas comuns no Quadrilátero
Ferrífero.
Figura 4.13 – Variação dos teores de cromo no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Cromo
Ouro Preto
0
20
40
60
80
100
120
140
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Cromo
Mariana
0
100
200
300
400
500
600
700
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
49
Lítio: As concentrações de lítio nos solos em geral variam de 1 a 100 mg/kg, com uma média
de 50 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). O Grupo 1 de Mariana e o Grupo 3 de Ouro Preto
apresentam os menores teores de lítio, com valor mínimo de 0,06 mg/kg (Figura 4.14). Os maiores
teores são observados nos Grupos 2 de Mariana e Ouro Preto e algumas amostras anomalias, mas
todas amostras estão dentro do intervalo de concentração encontrada nos solos em geral.
Figura 4.14 – Variação dos teores de lítio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Lítio
Mariana
0
10
20
30
40
50
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Lítio
Ouro Preto
0
2
4
6
8
10
12
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
50
Níquel: As rochas ultramáficas são as que apresentam as maiores concentrações de níquel, em
torno de 2000mg/kg e seus equivalentes metamórficos (Turekian & Wedepohl 1961). Durante o
intemperismo, o níquel é facilmente mobilizado de seus minerais, podendo co-precipitar com óxidos
de ferro e manganês (Wedepohl 1978). As concentrações de níquel nos solos não contaminados
variam de 7 a 60 mg/kg, com uma média de 25 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). As
amostras do Grupo 1 de Mariana apresentam os menores teores de níquel, com valor mínimo de 0,67
mg/kg. Os maiores teores acima de 60 mg/kg são observados no Grupo 2 e algumas amostras
anomalias de Mariana e no Grupo 3 de Ouro Preto (Figura 4.15).
Figura 4.15 – Variação dos teores de níquel no coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Níquel
Ouro Preto
0
20
40
60
80
100
120
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Níquel
Mariana
0
50
100
150
200
250
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Gupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
51
Molibdênio: Os valores encontrados para molibdênio estavam abaixo do limite de
quantificação de 3 mg/kg para a técnica analítica utilizada (ICP-AES). As concentrações de
molibdênio nos solos não contaminados variam de 0,7 a 4 mg/kg, com uma média de 3 mg/kg (Kabata
- Pendias & Pendias 1992). Somente a amostra BVM12 (3,16 mg/kg) em Mariana e a amostra PVC06
(4,40 mg/kg) em Ouro Preto apresentaram concentrações acima do limite de quantificação e de acordo
com as concentrações observadas nos solos em geral.
Zinco: Este metal é, comumente encontrado na natureza, principalmente, em compostos junto
com outros elementos, embora seu principal mineral seja a esfalerita (ZnS).
As concentrações de zinco
nos solos não contaminados variam de 20 a 110 mg/kg, com uma média de 90 mg/kg (Kabata -
Pendias & Pendias 1992). A maioria da amostras apresentou concentrações de acordo com o intervalo
encontrado normalmente em solos (Figura 4.16).
Figura 4.16 – Variação dos teores de zinco no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Zinco
Mariana
0
10
20
30
40
50
60
70
80
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Zinco
Ouro Preto
0
20
40
60
80
100
120
140
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
52
Arsênio: Este elemento ocorre na natureza em minerais distribuídos em vários grupos. Os
principais minerais são entre outros arsenopirita - FeAsS e realgar - AsS (Wedepohl 1978). As
concentrações de arsênio nos solos não contaminados variam de 5 a 12 mg/kg, com uma média de 8
mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). As amostras de Mariana apresentam as maiores
concentrações, chegando a 250 mg/kg. Os valores mais altos de arsênio em Mariana são decorrentes
de contribuição de sulfetos disseminados e maciços nesta região. Em Ouro Preto, observam-se
concentrações de arsênio em torno de 40 mg/kg (Figura 4.17), que estão de acordo com teores
apresentados por estudos feitos em cangas lateríticas do Quadrilátero Ferrífero (Santos 2003).
Dependendo das condições de pH e Eh, o arsênio pode ser liberado de seus minerais primários que não
são resistentes ao intemperismo, sendo carreado em solução como arsenito(AsO
3
3-
) ou arsenato
(AsO
4
3-
) e podendo ser retido por óxidos e hidróxidos de ferro e manganês presentes em cangas
lateríticas (Borba et al. 2000). Mas teores maiores de arsênio são observados nas amostras do grupo 2
de Ouro Preto, o que pode ser explicado pela presença de mármore em um antigo depósito de entulhos
de construção presente no local.
Figura 4.17 – Variação dos teores de arsênio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Arsênio
Ouro Preto
0
40
80
120
160
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Arsênio
Mariana
0
50
100
150
200
250
300
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
53
Bário: Este elemento não está presente em muitos minerais onde ele seja o constituinte
majoritário, sendo que o principal é a barita (BaSO
4
). Encontra-se distribuído na estrutura de silicatos,
principalmente, substituindo o potássio em feldspatos e micas e o cálcio em plagioclásios, piroxênios e
anfibólios e podendo estar presente também na apatita (Ca
5
FCl(PO
4
)
3
) e na calcita (CaCO
3
)
(Wedepohl 1978). As concentrações de bário nos solos em geral variam de 90 a 1.000 mg/kg, com
uma média de 900 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). As concentração de bário nas amostras
coletadas em Mariana são muito baixas, principalmente, as do Grupo 1 (Figura 4.18). Por outro lado,
as amostras de Ouro Preto apresentam concentração média de acordo com o que se encontra
normalmente nos solos em geral (Tabela 4.1). Estes teores mais altos observados nos dois locais
podem ser devido à ocorrência de moscovita tipo vanádio – bário no solo (Anexo I).
Figura 4.18 – Variação dos teores de bário no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Bário
Mariana
0
50
100
150
200
250
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Bário
Ouro Preto
0
200
400
600
800
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
54
Bismuto: As concentrações de bismuto nos solos em geral variam de 0,1 a 0,8 mg/kg, com
uma média de 0,4 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). De modo geral, as amostras de solo dos
dois locais apresentam concentrações acima dos valores normalmente encontrados, sendo que as
amostras de Ouro Preto apresentam concentrações mais altas do que as de Mariana (Figura 4.19).
Figura 4.19 – Variação dos teores de bismuto no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Bismuto
Ouro Preto
0
5
10
15
20
25
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Bismuto
Mariana
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
55
Cádmio: Ocorre na natureza formando compostos ou substituindo outros elementos em
minerais, especialmente o zinco. Seu mineral mais comuns é o sulfeto de cádmio (CdS, greenoquita)
que ocorre como uma camada sobre minerais de zinco, especialmente a esfalerita (ZnS), o carbonato
de cádmio (CdCO
3
, octavita) e o óxido de cádmio (CdO) que ocorre recobrindo a calamina (Wedepohl
1978). As concentrações de cádmio nos solos em geral variam de 0,3 a 1 mg/kg, com uma média de
0,7 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). De modo geral, as amostras de solo dos dois locais
apresentam concentrações acima de 2 mg/kg, sendo que as amostras de Ouro Preto apresentam
concentrações mais altas do que as de Mariana, chegando a 39,8 mg/kg na amostra BVC02 (Figura
4.20).
Figura 4.20 – Variação dos teores de cádmio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Cádmio
Mariana
0
2
4
6
8
10
12
14
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Cádmio
Ouro Preto
0
10
20
30
40
50
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
56
Chumbo: Este metal é encontrado na natureza em cerca de diversos minerais distribuídos em
vários grupos. Os minerais mais conhecidos são a galena (PbS), cerussita (Pb[CO
3
]), anglesita
(Pb[SO
4
]) e piromorfita (Pb
5
(Cl)[PO
4
]
3
) (Wedepohl 1978). As concentrações encontradas nos solos
não contaminados variam de 8 a 90 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992), com uma média de 30
mg/kg (Epstein 1972, Bowen 1979). Os valores encontrados para chumbo estiveram abaixo do limite
de quantificação de 12,5 mg/kg para a técnica analítica utilizada (ICP-AES) em Mariana e nas
amostras dos Grupos 1 e 2 de Ouro Preto. Em Mariana, somente a amostra PVM03 (13,7 mg/kg)
apresentou concentração acima do limite de quantificação e de acordo com as concentrações
observadas nos solos em geral. Por outro lado, algumas amostras de Ouro Preto apresentaram
concentrações de acordo com as que são, normalmente, encontradas nos solo não contaminados
(Figura 4.21).
Figura 4.21 – Variação dos teores de chumbo no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Chumbo
Ouro Preto
0
20
40
60
80
100
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
57
Antimônio: Este elemento ocorre na natureza formando cerca de 80 minerais, dos quais o
mais comum é a estibnita - Sb
2
S
3
(Wedepohl 1978). Do ponto de vista cristaloquímico, é muito
semelhante ao As e Bi. Durante o intemperismo antimônio é provavelmente adsorvido por hidróxidos
de ferro (Wedepohl 1978). As concentrações encontradas nos solos não contaminados variam de 0,2 a
12 mg/kg, com concentração média de 0,9 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). De forma geral,
as amostras coletadas nos dois locais apresentam concentrações de antimônio maiores que 20 mg/kg
(Figura 4.22). Algumas amostras do grupo 1 de Mariana se encontram abaixo do limite de
quantificação (8,6 mg/kg). Os maiores teores (acima de 80 mg/kg) são os apresentados pelos Grupos 3
e 4 de Ouro Preto.
Figura 4.22 – Variação dos teores de antimônio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Antimônio
Ouro Preto
0
20
40
60
80
100
120
140
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Antimônio
Mariana
0
10
20
30
40
50
60
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
58
Escândio:
As concentrações encontradas nos solos não contaminados variam de 4 a 30 mg/kg, com
concentração média de 9 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). De modo geral, as amostras
coletadas nos dois locais apresentam concentrações de escândio de acordo com as normalmente
encontradas nos solos em geral, sendo o grupo 2 de Mariana e os grupos 2 e 4 de Ouro Preto
apresentam as maiores concentrações (Figura 4.23). Entretanto, concentrações baixas são observadas,
mas amostras do Grupo 1 de Mariana e Ouro Preto, com concentração mínima de 0,97 mg/kg (Tabela
4.1).
Figura 4.23 – Variação dos teores de escândio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Escândio
Ouro Preto
0
2
4
6
8
10
12
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Escândio
Mariana
0
5
10
15
20
25
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
59
Estrôncio: O estrôncio ocorre na natureza substituindo cálcio e o bário e vice-versa em
feldspatos (plagioclásios e feldspatos potássicos) e, secundariamente, em silicatos ferromagnesianos
(Wedepohl 1978). As concentrações encontradas nos solos não contaminados variam de 80 a 900
mg/kg, com concentração média de 250 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). Concentrações
baixas são observadas nas amostras coletadas em Mariana e nos Grupos 1, 3 e 4 de Ouro Preto (Figura
4.24). Entretanto, teores maiores de estrôncio são observados nas amostras do grupo 2 de Ouro Preto.
Isto pode ser devido à semelhança entre os raios iônicos do estrôncio e do cálcio, permitindo que o
estrôncio substitua o cálcio em carbonatos (mármore) (Wendepohl 1978), observados nos entulhos de
construção presente no local.
Figura 4.24 – Variação dos teores de estrôncio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Estrôncio
Mariana
0
5
10
15
20
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Estrônc io
Ouro Preto
0
200
400
600
800
1000
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
60
Tório: As concentrações encontradas nos solos não contaminados variam de 6 a 11 mg/kg,
com concentração média de 9 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). As amostras de Mariana
apresentam concentrações de acordo com o intervalo de concentração encontrado nos solos em geral.
No entanto, em Ouro Preto concentrações maiores do que 15 mg/kg são observadas nas amostras dos
Grupos 2 e 4 (Figura 4.25).
Figura 4.25 – Variação dos teores de tório no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Tório
Ouro Preto
0
5
10
15
20
25
30
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Tório
Mariana
0
4
8
12
16
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
61
Titânio: As concentrações encontradas nos solos não contaminados variam de 1.000 a 10.000
mg/kg, com concentração média de 5.000 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). O Grupo 1 de
Mariana apresentam amostras com concentrações baixas em relação as concentrações normalmente
encontradas nos solos em geral. As demais amostras, tanto as de Mariana quanto às de Ouro Preto,
apresentaram concentrações normais (Figura 4.26).
Figura 4.26 – Variação dos teores de titânio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Titânio
Mariana
0
400
800
1200
1600
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Titânio
Ouro Preto
0
400
800
1200
1600
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
62
Vanádio: Este elemento não possui minerais comuns e ocorre, principalmente, em depósitos
de sulfetos, associado a Pb, Zn, Cu e Mn (Wedepohl 1978). As concentrações encontradas nos solos
não contaminados variam de 50 a 110 mg/kg, com concentração média de 90 mg/kg (Kabata - Pendias
& Pendias 1992). A maioria da amostras apresentou concentrações de vanádio de acordo com as que
normalmente são encontradas ns solos em geral, mas as amostras do Grupo 2 de Mariana e dos Grupos
1, 2 e 4 apresentaram teores acima de 120 mg/kg, principalmente em Ouro Preto (Figura 2.27).
Figura 4.27 – Variação dos teores de vanádio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Vanádio
Ouro Preto
0
40
80
120
160
200
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Vanádio
Mariana
0
40
80
120
160
200
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
63
Ítrio: Este elemento ocorre principalmente na monazita e no zircão - ZrSiO
4
(Wedepohl
1978). As concentrações encontradas nos solos não contaminados variam de 30 a 50 mg/kg, com
concentração média de 40 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). Todas as amostras coletadas em
Mariana e em Ouro Preto apresentaram concentrações de ítrio bem abaixo do intervalo comumente
encontrado nos solos em geral (Figura 4.28). Dentre estas as do Grupo 2 de Mariana e as dos Grupos 2
e 3 apresentaram concentrações maiores do que os demais grupos.
Figura 4.28 – Variação dos teores de ítrio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Ítrio
Mariana
0
5
10
15
20
25
30
35
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Ítrio
Ouro Preto
0
5
10
15
20
25
30
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
64
Zircônio: O zircônio ocorre em cerca de 35 minerais, principalmente, óxidos e silicatos, sendo
seu principal mineral o zircão - ZrSiO
4
(Wedepohl 1978). As concentrações encontradas nos solos não
contaminados variam de 120 a 140 mg/kg, com concentração média de 130 mg/kg (Kabata - Pendias
& Pendias 1992). De modo geral, as amostras dos dois locais apresentaram concentrações de zircônio
abaixo do intervalo normalmente observado nos solos em geral, sendo que as amostras de Ouro Preto
apresentaram teores maiores do que as de Mariana (Figura 4.29). Isto pode ser explicado pelo fato do
zircão ser praticamente insolúvel e, portanto, durante o intemperismo ele apresenta a tendência de
concentrar-se em lateritas, bauxitas e argilas, principalmente, na caolinita como é o caso da canga
laterítica de Ouro Preto (Wedepohl 1978).
Figura 4.29 – Variação dos teores de zircônio no solo coletadas em Mariana e Ouro Preto.
Zircônio
Ouro Preto
0
10
20
30
40
50
BVC01
BVC14
BVC08
BVC10
BVC12
BVC07
BVC11
BVC06
BVC03
PVC01
PVC03
PVC02
PVC06
PVC09
PVC15
PVC04
PVC05
PVC08
PVC07
BVC02
BVC04
BVC05
BVC15
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
BVC09
PVC10
BVC13
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Grupo 3 Grupo 4
Anomalia
Zircônio
Mariana
0
2
4
6
8
10
12
14
BVM01
BVM03
BVM04
BVM09
BVM02
BVM14
BVM13
BVM05
BVM06
BVM10
PVM02
BVM07
BVM15
BVM08
BVM11
BVM12
PVM04
PVM05
PVM07
PVM14
PVM11
PVM10
PVM13
PVM12
PVM01
PVM08
PVM09
PVM06
PVM15
PVM03
Amostras de Solo
Concentração (mg/Kg)
Grupo 1 Grupo 2
Anomalia
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
65
Em Mariana, a amostra PVM01 se destacou por apresentar a maior concentração de sódio em
relação às demais amostras, o que pode justificar a exclusão dessa dos grupos separados pela
Análise Hierárquica de Agrupamento. Da mesma forma a amostra PVM03 apresentou
concentrações altas de manganês, cobre, bário e estrôncio; PVM06, concentrações altas de cromo e
zircônio e vários outros elementos em concentrações muito baixas; PVM08, concentrações altas de
potássio e zinco; PVM09, concentrações altas de magnésio, potássio, cobalto, cobre, lítio, níquel,
zinco, titânio e ítrio; e PVM15 concentrações altas de ferro, manganês, arsênio, bismuto, cádmio e
antimônio.
Em Ouro Preto, a amostra BVC09 se destacou por apresentar concentrações da maioria dos
elementos analisados no solo mais baixas do que as demais amostras o que pode ser devido a uma
maior lixiviação dos elementos maiores. A amostra BVC13 apresentou concentrações altas de
manganês e bário devido às concentrações residuais destes elementos nas cangas lateríticas. Por
último, a amostra PVC10 apresentou concentrações altas de cálcio, magnésio e estrôncio devido à
presença de mármore no entulho de construção depositado no local. Todas estas amostras foram
excluídas dos grupos na Análise Hierárquica de Agrupamento.
4.2 - PLANTAS
A discussão dos resultados abordará somente os metais pesados que têm possibilidade de ser
acumulados por essas e utilizados como proteção contra a herbivoria. Estes são: Mn, Co, Cu, Cr, Ni,
Mo, Zn, As, Ba, Cd, Pb, Sn, Sr, Ti e V.
4.2.1 - Caracterização Geoquímica das Espécies Estudadas
4.2.1.1 - Análise Hierárquica de Agrupamento
Os dendrogramas obtidos na análise de hierárquica de agrupamento (Figura 4.30 e 4.31) para
cada espécie estudada mostram que as amostras de plantas não estão divididas em grupos
distinguíveis, ao contrário, do que se observou nas amostras de solo de Mariana e Ouro Preto. Nos
dois dendrogramas se observa uma disposição das amostras em cascata, o que impede uma separação
mais clara dos grupos. Estes resultados indicam que as amostras de mesma espécie, mesmo coletadas
em locais diferentes são, em grande parte, semelhantes em suas composições químicas.
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
66
Figura 4.30 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento nas amostras de folhas de P.
vittata, onde PVM01 a 15 são as 15 amostras coletadas em Mariana e PVC01 a 15, são as 15 amostras coletadas
em Ouro Preto.
Figura 4.31 - Dendrograma obtido na análise de hierárquica de agrupamento nas amostras de folhas de B.
variabilis, onde BVM01 a 15 são as 15 amostras coletadas em Mariana e BVC01 a 15, são as 15 amostras
coletadas em Ouro Preto.
BVM01
BVM02
BVM05
BVM04
BVM09
BVM14
BVC03
BVC09
BVC14
BVC05
BVC07
BVC13
BVC08
BVM07
BVM11
BVM13
BVC02
BVC06
BVC15
BVC04
BVM08
BVM10
BVM06
BVM15
BVC01
BVC10
BVC12
BVM12
BVC11
BVM03
Amostras de folhas de B. variabilis
Similaridade
100
50
30
70
80
PVM01
PVM11
PVM14
PVC14
PVM15
PVM02
PVM05
PVM06
PVM12
PVC02
PVC06
PVM04
PVM13
PVC04
PVC15
PVC03
PVC11
PVC10
PVC09
PVC13
PVM09
PVM10
PVC07
PVC05
PVM07
PVC08
PVM08
PVC01
PVM03
PVC12
Amostras de folhas de P. vittata
Similaridade
50
80
100
40
60
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
67
4.2.1.2 - Distribuição dos Elementos nas Amostras de Planta
Os elementos analisados nas amostras de folha serão apresentados conforme disposição nas
tabelas (Tabela II.1 e II.2) no Anexo II. As concentrações dos elementos analisados nas amostras
(BVM02 e BVM03) de tricomas se encontram na Tabela II.3 na Anexo II. Os valores de referência
encontrados na literatura para condições adequadas, de deficiência e toxidez encontram-se na Tabela
4.2 e os resultados mínimos, máximos, médios e desvio padrão dos referidos metais analisados nas
amostras de planta estudadas encontram-se na Tabela 4.3.
Tabela 4.2 – Concentrações de metais pesados para folhas maduras para N
espécies obtidas na literatura. Espécies sensíveis ou altamente tolerantes
não foram incluídas.
Elemetos Limite
(ppm ou mg/Kg)
Ótimo
(1)
Deficiência
(1)
Toxidez
(1)
Arsênio (As) 1 a 1,7 5 a 20
Bário (Ba) 500
Cádmio (Cd) 0,05 a 0,2 5 a 30
Cromo (Cr) 0,1 a 0,5 5 a 30
Cobalto (Co) 0,02 a 1 15 a 50
Cobre (Cu) 5 a 30 2 a 5 20 a 100
Chumbo (Pb) 5 a 10 30 a 300
Estanho (Sn) 60
Manganês (Mn) 20 a 300 15 a 25 300 a 500
Molibdênio (Mo) 0,2 a 1 0,1 a 0,3 10 a 50
Níquel (Ni) 0,1 a 5 10 a 100
Titânio (Ti) 0,5 a 2 0,2 a 0,5 50 a 200
Vanádio (V) 0,2 a 1,5 5 a 10
Zinco (Zn) 27 a 150 10 a 20 100 a 400
(1)
Dados de Kabata-Pendias & Pendias (1992) com revisões de Pais & Jones (1997)
Tabela 4.3 - Resultados mínimos, máximos, médios e desvios-padrão dos elementos analisados em amostras
de folhas de P. vittata e B. variabilis coletadas em Mariana e Ouro Preto. PVM = População de P. vittata em
Mariana; PVC = população de P. vittata em Ouro Preto; BVM = população de B. variabilis em Mariana; BVC
= população de B. variabilis em Ouro Preto.
Local
Amostras
Elementos Média Desvio Mín. Máx. Média Desvio Mín. Máx. Média Desvio Mín. Máx Média Desvio Mín. Máx.
Padrão Padrão Padrão Padrão
Mn (mg/Kg) 61,3 36 33,7 157 61,8 47 29,2 121 322 140 109 615 242 195 120 752
Co (
µ
g/Kg)
503 115 <5 614 <5 <5 <5 7801 <5 7801 <5 <5 <5
Cu (mg/Kg) 7,09 2,7 2,20 11,4 6,23 3,5 2,20 15,5 5,26 4,5 <0,002 16,9 6,30 2,7 2,10 11,8
Cr (
µ
g/Kg)
762 529 <7 1011 554 259 <7 1054 289 185 <7 608 258 189 <7 586
Ni (mg/Kg) 2,00 1,5 <0,02 5,87 1,42 1,2 <0,02 4,52 3,53 2,1 0,64 8,30 5,24 4,9 1,70 17,1
Mo (
µ
g/Kg)
720 217 <3,9 912 514 371 <3,9 917 904 359 <3,9 1157 488 <3,9 <3,9 480
Zn (mg/Kg) 25,4 10 1,59 39,4 25,2 11 5,58 54,9 12,2 10 <0,002 18,87 16,0 10 <0,002 36,8
As (mg/Kg) 306 309 <0,1 1256 446 337 1,34 1395 76,6 128 <0,1 224 2,12 1,4 <0,1 4,10
Ba (mg/Kg) 13,6 7,7 5,22 35,9 6,70 1,3 4,47 8,87 8,70 4,3 3,20 17,5 36,8 16 16,4 70,7
Cd (
µ
g/Kg)
192 45 <4 225 255 <4 255 <4 <4 <4 <4 <4 <4
Pb (
µ
g/Kg)
9030 4915 <100 14622 10823 5784 <100 18840 2730 4017 <100 11402 10656 3990 <100 15900
Sn (
µ
g/Kg)
3357 2285 <70 5307 3714 1108 <70 4435 3526 2368 <70 7461 2799 2741 <70 8800
Sr (mg/Kg) 7,02 8,7 1,90 36,5 29,5 11 9,18 46,2 28,7 11 3,50 45,6 21,4 7,2 11,9 35,9
Ti (mg/Kg) 2,49 2,9 0,47 11,9 2,93 2,1 1,59 9,81 0,93 0,6 0,33 2,34 0,69 0,4 0,13 1,59
V (
µ
g/Kg)
613 371 <3 1312 625 444 270 2102 287 19 <3 309 315 40 <3 360
P. vittata B. Variabilis
PVM PVC BVM BVC
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
68
Tabela 4.4 - Sumário mostrando os metais pesados que apresentaram valores acima
das concentrações adequadas para solos e plantas em algumas amostras analisadas.
Valores entre parênteses em mg/kg.
Mariana Ouro Preto
P. vittata B. variabilis
Cromo (100
≥
646)
N
íquel (60
≥
107) Arsênio (1,7
≥
1.395) Manganês (300
≥
752)
N
íquel (60
≥
195) Cádmio 1
≥
39,8) Titânio (2
≥
11,9)
Arsênio (12
≥
253) Vanádio (110
≥
176)
Cádmio (1
≥
13)
Vánádio (110
≥
176)
Solos Plantas
Manganês: Este elemento atua no metabolismo basal (fotossíntese e transferência de fosfato),
estabilização da estrutura do cloroplasto e na síntese de ácido nucléico (Larcher 2000). As
concentrações de manganês tipicamente encontradas nas plantas variam de 20 a 300 mg/kg, mas
segundo Epstein (1972) e Bowen (1979), geralmente as plantas necessitam entre 30 e 50 mg/kg de
manganês para se desenvolverem adequadamente. Entretanto, concentrações que variam de 300 a 500
mg/kg (Tabela 4.2) são consideradas tóxicas para a maioria das plantas (Kabata-Pendias & Pendias
1992). As populações de ambas espécies não apresentaram diferença significativa entre elas quanto à
concentração de manganês, sendo que as médias de manganês observadas nas populações de B.
variabilis são bem maiores do que as observadas nas populações de P. vittata (Tabela 4.3 e Figura
4.32). Isto indica uma maior tolerância de B. variabilis ao manganês e uma maior capacidade de
acumulação dessa espécie quando comparada a P. vittata. Os resultados estatísticos se encontram nas
Tabelas II.4 e II.5 no Anexo II. As concentrações de manganês encontradas nas amostras de P. vittata
estão dentro da faixa normalmente observada nas plantas em geral (Tabela II.1 no Anexo II). De forma
geral, as amostras de B. variabilis nas duas populações apresentaram concentrações de manganês altas
(Tabela II.2 no Anexo II) acima da necessidade básica das plantas e algumas estão dentro da faixa de
toxidez (Tabelas 4.2 e Tabela 4.4).
Cobalto: O Cobalto é um micronutriente encontrado em pequenas concentrações nas plantas.
Este elemento atua na fixação de nitrogênio (Larcher 2000). Na digestão com água régia a maioria dos
valores encontrados para cobalto estiveram abaixo do limite de quantificação de 5 µg/kg para a técnica
analítica utilizada (ICP-AES) tanto nas amostras de P. vittata quanto nas de B. variabilis. Somente três
amostras (PVM08, PVM09 e PVM15) de P. vittata coletadas em Mariana apresentaram valores acima
do limite de quantificação, mas dentro da faixa adequada de 20 a 1000 µg/kg para a maioria das
plantas (Tabela II.1 no Anexo II). As altas concentrações de cobalto nas amostras PVM08 e PVM09
são acompanhadas de altas concentrações no solo coletado sob estas plantas. Apenas uma amostra
(BVM14) de B. variabilis coletada também em Mariana apresentou valor acima do limite de
quantificação. Nenhum valor acima do limite de quantificação foi encontrado nas amostras coletadas
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
69
em Ouro Preto das duas espécies estudadas (Tabela II.1 e II.2 no Anexo II). As populações de P.
vittata (Tabela II.4 no Anexo II) e as de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) não apresentaram
diferença significativa entre elas quanto às concentrações médias de cobalto.
Figura 4.32 – Variação das concentrações de manganês nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e
Ouro Preto, onde PVM01 a 15 e BVM01 a 15 são as amostras de P. vittata e de B. variabilis, respectivamente,
coletadas em Mariana e PVC01 a 15 e BVC01 a 15 são as amostras das mesmas espécies coletadas em Ouro
Preto.
Cobre: Este elemento atua no metabolismo basal, no metabolismo do nitrogênio e no
metabolismo secundário das plantas (Larcher 2000). De modo geral, as concentrações de cobre
tipicamente encontradas nas plantas variam de 5 a 30 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992).
Entretanto, concentrações que variam de 20 a 100 mg/kg (Tabela 4.5) são consideradas tóxicas para a
maioria das plantas (Kabata - Pendias & Pendias 1992). De forma geral, as concentrações de cobre
encontradas nas amostras de P. vittata e de B. variabilis estão dentro da faixa normalmente observada
Manganês
P. vittata
0
50
100
150
200
250
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Manganês
B. variabilis
0
200
400
600
800
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
70
nas plantas em geral, mas algumas amostras apresentam concentrações abaixo de 5 mg/kg (Figura
4.33). Os resultados do teste-t de Student mostram que as populações de P. vittata (Tabela II.4 no
Anexo II) apresentaram médias de cobre semelhantes entre elas. Da mesma forma, as populações de B.
variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) não apresentaram diferença significativa entre elas. Comparando
as concentrações de cobre nas duas espécies com as concentrações deste nos solos, pode-se observar
que mesmo o cobre sendo abundante em algumas amostras de solo tanto de Mariana quanto de Ouro
Preto, este foi absorvido em concentrações adequadas pelas plantas, mostrando que as concentrações
de cobre nas plantas não refletem as dos solos. Estes resultados podem indicar que estas espécies
estejam excluindo concentrações excessivas de cobre absorvidas pelas raízes ou mesmo evitando que
concentrações mais elevadas de cobre sejam translocadas das raízes para as partes aéreas.
Figura 4.33 – Variação das concentrações de cobre nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Cobre
P. vittata
0
4
8
12
16
20
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Cobre
B. variabilis
0
4
8
12
16
20
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
71
Cromo: Este elemento ocorre nas plantas em concentrações baixas (100 a 500 µg/kg) e como
o cádmio é tóxico em concentrações que variam de 5.000 a 30.000 µg/kg (Kabata - Pendias & Pendias
1992). De forma geral, as concentrações de cromo encontradas nas amostras de P. vittata e de B.
variabilis estão dentro da faixa adequada observada nas plantas, embora algumas amostras de solo de
Mariana apresentaram valores altos de cromo, principalmente nos solos de Mariana (Figura 4.34 e
Tabela 4.4). Da mesma forma que para o cobre, estes resultados podem indicar que estas espécies
estejam excluindo concentrações excessivas de cromo absorvidas pelas raízes ou mesmo evitando que
concentrações mais elevadas de cromo sejam translocadas das raízes para as partes aéreas. Algumas
amostras apresentaram concentrações acima de 500 µg/kg, mas abaixo da faixa de toxidez (Tabela II.1
e II.2 no Anexo II). Os resultados teste-t de Student mostram que as populações de P. vittata (Tabela
II.4 no Anexo II) e as de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) apresentaram médias de cromo
semelhantes entre elas.
Figura 4.34 - Variação das concentrações de cromo nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Cromo
P. vittata
0
500
1000
1500
2000
2500
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Cromo
B. variabilis
0
200
400
600
800
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
72
Níquel: O níquel é um micronutriente e um constituinte da enzima urease nas plantas (Taiz &
Zieger 2004). Em geral, este elemento ocorre nas plantas em concentrações que variam de 0,1 a 5
mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). Entretanto, concentrações que variam de 10 a 100 mg/kg
(Tabela 4.2) são consideradas tóxicas para a maioria das plantas (Kabata - Pendias & Pendias 1992).
Apesar de algumas amostras de solo tanto de Mariana quanto de Ouro Preto apresentarem valores de
níquel altos (Tabela 4.4), a maioria das concentrações de níquel encontradas nas amostras de P. vittata
e de B. variabilis estão dentro da faixa adequada observada nas plantas (Figura 4.35). Em P. vittata,
algumas amostras apresentaram concentrações abaixo do limite de quantificação de 0,02 mg/kg para a
técnica analítica utilizada (ICP-AES). Em B. variabilis, duas amostras (BVC10 e 12) apresentaram
concentrações acima de 12 mg/kg, na faixa de toxidez do níquel, embora as concentrações de níquel
nos solos junto a estas plantas estarem na faixa adequada para solos. Os resultados dos testes-t de
Student mostram que as populações de P. vittata (Tabela II.4 no Anexo II) e as de B. variabilis
(Tabela II.5 no Anexo II) apresentaram médias de níquel semelhantes entre elas.
Figura 4.35 - Variação das concentrações de níquel nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Níquel
P. vittata
0
2
4
6
8
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Níquel
B. variabilis
0
4
8
12
16
20
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
73
Molibdênio: O molibdênio é encontrado normalmente nas plantas sendo considerado um
micronutriente. Este atua na fixação do nitrogênio, no metabolismo do fósforo, na absorção e
translocação do ferro (Larcher 2000). Entretanto, quando em concentrações excessivas (10.000 µg/kg)
este elemento pode causar toxicidade às plantas (Kabata - Pendias & Pendias 1992). A maioria dos
valores encontrados para molibdênio estava abaixo do limite de quantificação de 3,9 µg/kg para a
técnica analítica utilizada (ICP-AES) nas amostras de P. vittata (Figura 4.36). Todas as amostras
analisadas de B. variabilis estavam abaixo do limite de quantificação nos dois locais de coleta (Tabela
II.2 no Anexo II). As amostras PVM08, PVM10 e PVM15 (Mariana) e PVC03, PVC05, PVC10 e
PVC15 (Ouro Preto) de P. vittata apresentaram valores acima do limite de quantificação, mas dentro
da faixa adequada de 200 a 1000 µg/kg para as plantas (Tabela 4.2). As populações de P. vittata
(Tabela II.4 no Anexo II) e as de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) não apresentaram diferença
significativa entre elas quanto às concentrações médias de molibdênio.
Figura 4.36 - Variação das concentrações de molibdênio nas folhas de P.vittata em Mariana e Ouro Preto.
Zinco: O zinco é um micronutriente e participa da formação da clorofila nas plantas. Este
elemento atua ainda na ativação enzimática, no metabolismo basal, degradação de proteínas e
biossíntese de reguladores (Larcher 2000). As concentrações de zinco tipicamente encontradas nas
plantas variam de 27 a 150 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). Entretanto, concentrações que
variam de 100 a 400 mg/kg (Tabela 4.2) são consideradas tóxicas para a maioria das plantas (Kabata -
Pendias & Pendias 1992). Segundo Larcher (2000), em geral, as plantas necessitam entre 10 e 50
mg/kg de zinco para se desenvolverem adequadamente. De forma geral, as concentrações de zinco
encontradas nas amostras de P. vittata e de B. variabilis estão dentro da faixa de concentração
necessária para o bom desenvolvimento das plantas (Figura 4.37). Entretanto, algumas amostras de B.
variabilis apresentaram teores de zinco abaixo de 10 mg/kg, sendo que as amostras BVM14 e BVC14
Molibdênio
P. vittata
0
200
400
600
800
1000
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
74
estão abaixo do limite de quantificação (2 µg/kg) para a técnica analítica utilizada (ICP-AES). As
populações de P. vittata (Tabela II.4 no Anexo II) e as de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) não
apresentaram diferença significativa entre elas quanto às concentrações médias de zinco.
Figura 4.37 - Variação das concentrações de zinco nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Arsênio: O arsênio é um metal pesado, não-essencial e tóxico a baixas concentrações que
variam de 5 a 20mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). Apesar de muito tóxico, normalmente, o
arsênio ocorre nas plantas em concentrações que variam de 1 a 1,7 mg/kg (Tabela 4.2). De maneira
geral, as duas populações (Mariana e Ouro Preto) de P. vittata apresentaram concentrações de arsênio
muito altas, sendo que a de Ouro Preto apresentou uma concentração média maior do que a de
Mariana (Tabela 4.3), embora o contrário tenha sido observado nos solos (Tabelas 4.4). Isto pode ser
explicado pela presença de mármore (Cruz 2002) próximo ao local de coleta em Ouro Preto, que
contribui com altas concentrações de arsênio. Somente sete amostras de B. variabilis apresentaram
concentrações de arsênio acima do limite de quantificação (0,1 mg/kg), sendo que a amostra BVM03,
não representada na Figura 4.38, apresentou 224 mg/kg de arsênio (Tabela II.2 no Anexo II). Apesar
Zinco
B. variabilis
0
10
20
30
40
50
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Zinco
P. vittata
0
10
20
30
40
50
60
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
75
das concentrações encontradas nos solos terem sido semelhantes as dos solos onde a P. vittata ocorre,
B. variabilis não acumula arsênio nas partes aéreas em grandes concentrações. É possível que esta
espécie possua um sistema radicular com mecanismos para evitar a translocação de arsênio para as
partes aéreas assim como as espécies de grande porte ou mesmo um mecanismo que limita a absorção
deste metal pesado (Verkleij & Parest 1989, Arduini et al. 1996). As populações de P. vittata (Tabela
II.4 no Anexo II) e de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) não apresentaram diferença significativa
entre elas quanto às concentrações médias de arsênio. Os resultados obtidos confirmam a grande
capacidade de acumulação de arsênio de P. vittata considerada uma espécie hiperacumuladora deste
elemento (Ma et al. 2001).
Figura 4.38 - Variação das concentrações de arsênio nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Ar sê ni o
P. vittata
0
400
800
1200
1600
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Arsê ni o
B. variabilis
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
BVM01
BVM02
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
76
Bário: O bário é um metal pesado que não possui função biológica. Em concentrações de 500
mg/kg, o bário é considerado tóxico para as plantas (Kabata - Pendias & Pendias 1992). As duas
populações de P. vittata apresentaram amostras com concentrações de bário abaixo do limite de
toxidez de 500mg/kg, sendo que a população de Mariana apresentou uma maior concentração média
de bário (Tabela 4.3). A população de B. variabilis de Mariana apresentou amostras com teores de
bário abaixo de 20 mg/kg e as amostras da população de Ouro Preto apresentaram concentrações de
bário mais altas com uma média de 36,8 mg/kg (Tabela 4.4), o que é bem visível na Figura 4.39.
Confirmando isto, os resultados dos testes-t de Student mostram que as populações de P. vittata
(Tabela II.4 no Anexo II) e as de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) apresentaram médias de bário
diferentes entre elas, sendo a de Mariana maior na primeira espécie e a de Ouro Preto maior na
segunda espécie. Comparando as concentrações de bário nas duas espécies com as encontradas nos
solos, observa-se que embora o bário seja mais abundante nos solos, este foi absorvido em
concentrações adequadas pelas plantas. Assim como para o cobre, o cromo e o níquel, este resultado
pode indicar que estas espécies estejam excluindo concentrações excessivas de bário absorvidas pelas
raízes ou mesmo evitando que concentrações mais elevadas de bário sejam translocadas das raízes
para as partes aéreas.
Cádmio: O cádmio é um metal pesado não-essencial às plantas e, portanto tóxico em baixas
concentrações que variam de 5 a 30 mg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). Apesar de algumas
amostras de solos apresentarem concentrações altas de cádmio (Tabela 4.4), a maioria dos valores
encontrados nas amostras de P. vittata estiveram abaixo do limite de quantificação de 4 µg/kg para a
técnica analítica utilizada, ICP-AES (Tabela 4.3). Este resultado indica a presença de mecanismos que
limitam a absorção desse metal pesado pelas raízes e conseqüentemente nas folhas das espécies
estudadas. Somente três amostras (PVM01, PVM07 e PVC12) de P. vittata apresentaram valores
acima do limite de quantificação, mas dentro da faixa encontrada nas plantas de 0,05 a 0,2 mg/kg
(Tabela 4.2). As populações de P. vittata (Tabela II.4 no Anexo II) não apresentaram diferença
significativa entre elas quanto às concentrações médias de cádmio. Todas as amostras de B. variabilis
apresentaram valores abaixo do limite de quantificação nos dois locais de coleta, não sendo possível a
comparação das médias por teste-t de Student.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
77
Figura 4.39 - Variação das concentrações de bário nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Chumbo: O chumbo é um metal pesado não-essencial às plantas, podendo ser tóxico em
concentrações que variam de 30.000 a 300.000 µg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). Este
elemento é normalmente encontrado nas plantas em concentrações que variam de 5.000 a 10.000
µg/kg (Tabela 4.3). A maioria das amostras de folhas das duas espécies apresentaram valores abaixo
do limite de quantificação de 100 µg/kg (Figura 4.40). As amostras restantes apresentaram
concentrações dentro da faixa normalmente encontrada nas plantas. Somente as amostras PVM12,
PVM15 e PVC04 de P. vittata e a amostra BVC10 de B. variabilis apresentaram concentrações um
pouco mais altas, mas abaixo da faixa de toxidez de chumbo. As populações de P. vittata (Tabela II.4
no Anexo II) e de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) não apresentaram diferença significativa
entre elas quanto às concentrações médias de chumbo.
Bário
P. vittata
0
10
20
30
40
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Bário
B. variabilis
0
20
40
60
80
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
78
Figura 4.40 - Variação das concentrações de chumbo nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Estanho: O estanho é um metal pesado não-essencial às plantas, podendo ser tóxico a uma
concentração de 60.000 µg/kg (Kabata - Pendias & Pendias 1992). O valor de referência encontrado
em plantas é 200 µg/kg (tabela 4.2). Somente cinco amostras de P. vittata apresentaram concentrações
de estanho acima do limite de quantificação (70 µg/kg) apresentando concentrações médias em torno
de 3.000 µg/kg (Figura 4.41). A maioria da amostras de B. variabilis apresentaram concentrações de
estanho acima do valor de referência, chegando a concentrações máximas em torno de 8.000 µg/kg e
médias em torno de 3.000 µg/kg semelhantes as médias de P. vittata. Entretanto, algumas amostras de
B. variabilis apresentaram concentrações deste elemento abaixo do limite de quantificação. As
populações de P. vittata (Tabela II.4 no Anexo II) e de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) não
apresentaram diferença significativa entre elas quanto às concentrações médias de estanho.
Chumbo
P. vittata
0
4000
8000
12000
16000
20000
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Chumbo
B. variabilis
0
4000
8000
12000
16000
20000
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
79
Figura 4.41 - Variação das concentrações de estanho nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Estrôncio: Este elemento é encontrado nas plantas em concentrações que variam de 3 a 400
mg/kg, mas não é um elemento essencial ao desenvolvimento das plantas (Epstein 1972, Bowen
1979). Também é radioativo e um poluente ambiental importante. A concentração média de estrôncio
na população de Mariana é 28,7 mg/kg e na de Ouro Preto é 21,4 mg/kg (Tabela 4.3 e Figura 4.42). As
populações de P. vittata também apresentaram concentrações adequadas de estrôncio. Os resultados
dos testes-t de Student mostram que as populações de P. vittata (Tabela II.4 no Anexo II) e as de B.
variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) apresentaram médias de estrôncio diferentes entre elas, sendo a de
Ouro Preto maior na primeira espécie e a de Mariana maior na segunda espécie.
Estanho
P. vittata
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Estanho
B. variabilis
0
2000
4000
6000
8000
10000
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
80
Figura 4.42 - Variação das concentrações de estrôncio nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Titânio: O titânio é encontrado nos tecidos vegetais em concentrações que variam de 0,5 a 2
mg/kg, mas este elemento pode ser tóxico a concentrações que vão de 50 a 200 mg/kg (Tabela 4.2). A
maioria das amostras de P. vittata e de B. variabilis apresentaram concentrações de titânio dentro da
faixa normalmente encontrada nas plantas (Figura 4.43). Entretanto, três amostras de P. vittata
(PVM04, PVM07 e PVC12) apresentaram concentrações acima de 4 mg/kg (Tabela II.1 no Anexo II),
mas bem abaixo dos teores considerados tóxicos às plantas. Os resultados dos testes-t de Student
mostram que as populações de P. vittata (Tabela II.4 no Anexo II) e de B. variabilis (Tabela II.5 no
Anexo II) apresentaram médias de titânio semelhantes entre elas.
Estrôncio
P. vittata
0
10
20
30
40
50
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Estrôncio
B. variabilis
0
10
20
30
40
50
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Cocentração (mg/Kg)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
81
Figura 4.43 - Variação das concentrações de titânio nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
Vanádio: O vanádio é constituinte da porfirina e da proteína heme nas plantas, mas é
altamente tóxico em pequenas concentrações que variam entre 5.000 µg/kg a 10.000 µg/kg (Kabata -
Pendias & Pendias 1992). As concentrações normalmente encontradas nas plantas variam entre 200 a
1.500 µg/kg (Tabela 4.2). As populações de P. vittata (PVM – 613 µg/kg e PVC – 625 µg/kg)
apresentaram concentrações médias mais altas do que as de B. variabilis (BVM – 287 µg/kg e BVC –
315 µg/kg). Muitas amostras de folhas de B. variabilis e algumas amostras de P. vittata apresentaram
teores de vanádio abaixo do limite de quantificação (3 µg/kg). Apesar de algumas amostras de solos de
Mariana e de Ouro Preto apresentarem altas concentrações de vanádio (Tabela 4.4), as amostras de
folhas das duas espécies estudadas apresentaram concentrações dentro da faixa adequada encontrada
nas plantas (Figura 4.44). Os resultados dos testes-t de Student mostram que as populações de P.
vittata (Tabela II.4 no Anexo II) apresentaram médias diferentes entre elas, sendo a de Ouro Preto
maior que a de Mariana, mas as de B. variabilis (Tabela II.5 no Anexo II) apresentaram médias de
Titânio
P. vittata
0
2
4
6
8
10
12
14
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Titânio
B
. variabilis
0
0,5
1
1,5
2
2,5
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (mg/Kg)
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
82
vanádio semelhantes entre elas. O resultado de P. vittata pode ser justificado por uma maior
concentração de vanádio nos solos de Ouro Preto em relação à Mariana.
Figura 4.44 - Variação das concentrações de vanádio nas folhas de P.vittata e B. variabilis em Mariana e Ouro
Preto.
A maioria dos elementos analisados nas amostras de tricomas foliares das plantas BVM02 e
BVM03 da população de Mariana foram encontrados nos tricomas em concentrações semelhantes e
até mais baixas do que nas amostras de folhas das mesmas plantas analisadas (Tabela II.3 no Anexo
II). Somente o cobalto, cromo, chumbo, vanádio e o titânio foram encontrados em concentrações
maiores do que nas amostras de folhas, mas dentro dos limites considerados adequados (Tabela 4.2).
Entretanto, a amostras BVM02 apresentou concentrações de chumbo e titânio acima destes limites,
mas abaixo do valor tóxico para as plantas.
Vanádio
P. vittata
0
500
1000
1500
2000
2500
PVM01
PVM02
PVM03
PVM04
PVM05
PVM06
PVM07
PVM08
PVM09
PVM10
PVM11
PVM12
PVM13
PVM14
PVM15
PVC01
PVC02
PVC03
PVC04
PVC05
PVC06
PVC07
PVC08
PVC09
PVC10
PVC11
PVC12
PVC13
PVC14
PVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Vanádio
B. variabilis
0
100
200
300
400
BVM01
BVM02
BVM03
BVM04
BVM05
BVM06
BVM07
BVM08
BVM09
BVM10
BVM11
BVM12
BVM13
BVM14
BVM15
BVC01
BVC02
BVC03
BVC04
BVC05
BVC06
BVC07
BVC08
BVC09
BVC10
BVC11
BVC12
BVC13
BVC14
BVC15
Plantas
Concentração (
µ
g/Kg)
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
83
4.2.1.3 - Relação Solo - Planta e Índice de Bioacumulação de Metais Pesados
Análises de regressão linear simples foram feitas para testar de as concentrações dos metais
pesados nos solos determinam as concentrações dos mesmos nas plantas. Estas análises mostram que
as concentrações da maioria dos metais pesados analisados nas folhas não refletiram as concentrações
encontradas nos solos tanto em P. vittata (Tabela II.6 no Anexo II) quanto em B. variabilis (Tabela
II.7 no Anexo II). No entanto, as concentrações de cobalto (y = 62,06x; F
1; 28
= 8,48; p < 0,01) e
estrôncio (y = 13,55x; F
1; 28
= 99,23; p < 0,0001; Figura 4.45a) nas frondes de P. vittata aumentaram
em resposta ao aumento das concentrações desses elementos no solo. Entretanto, somente a
concentração de estrôncio em P. vittata explicou a maioria da variação dos dados (74%) e cobalto
explicou menos que 1% da variação dos dados. Uma relação inversa foi observada nas concentrações
de bário (y = 3,89 - 0,005x; F
1; 28
= 8,18; p < 0,01) nesta espécie, mas que explicou somente uma
pequena variação dos dados (23%). Ao contrário, as concentrações de bário nas folhas de B. variabilis
apresentaram uma relação direta com as concentrações desse mesmo elemento nas amostras de solo (y
= 3,79 + 0,37x; F
1; 28
= 32,27; p < 0,0001; Figura 4.45b), explicando 54% da variação dos dados. Estes
resultados mostram que os indivíduos das duas espécies possuem mecanismos que controlam a
absorção da maioria dos metais pesados de acordo com sua necessidade e, possivelmente, impedindo
que concentrações tóxicas de determinado elemento, quando absorvidas, sejam translocadas para as
partes aéreas. Por outro lado, para arsênio em P. vittata e para manganês em B. variabilis a falta de
efeito da concentração no solo deu-se ao fenômeno inverso, onde a alta bioacumulação ocorreu nas
plantas independentemente à concentração do elemento no solo (Figura 4.6a e b).
Entretanto, os valores dos índices de bioacumulação (razão planta/solo) de metais pesados
pelas plantas mostram que alguns desses elementos são acumulados nas folhas em concentrações bem
acima das observadas nas amostras de solo (Tabela 4.6). De acordo com a classificação (Tabela 4.5)
de Kabata - Pendias & Pendias (1992), os índices de bioacumulação de arsênio (7,66) e estrôncio
(1,08) obtidos na população de P. vittata em Mariana e o de arsênio (8,41) na população de Ouro Preto
estão na faixa de alto grau de acumulação. A população de B. variabilis em Mariana também
apresentou índice de bioacumulação de manganês (9,16), zinco (1,17), bário (3,01) e estrôncio (31,5)
na faixa de alto grau de acumulação. Já na população de Ouro Preto, somente o bário (1,05) e o
estrôncio (8,71) apresentaram alto grau de acumulação (Tabela 4.6). Os demais elementos
apresentaram grau de acumulação, que variou de ausente a médio (Tabela 4.6).
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
84
Figura 4.45 - Concentração de estrôncio (a) em P. vittata e de bário (d) em B. variabilis em função das
concentrações dos mesmos no solo.
Figura 4.46 - Concentração de arsênio (a) em P. vittata e de manganês (b) em B. variabilis em função das
concentrações dos mesmos no solo.
Tabela 4.5 – Classificação dos índices de bioacumulação de elementos de acordo com o grau de
acumulação.
Índice de Bioacumulação Grau de Acumulação Elementos*
0,001 a 0,01 Ausente Fe, Ba, Ti, Sc
0,01 a 0,1 Baixo Mn, Ni, Li, Cr, Sb
0,1 a 1 Médio Mo, Cu, Pb, Sr, Co, Hg
1 a 10 Alto B, Br, Cs, Rb
acima de 10 Alto Cd
em relação às suas concentrações nos solos.
Adaptada de Kabata-Pendias & Pendias (1992).
* Elementos que são normalmente bioacumulados por plantas em intensidades diferentes
B. variabilis
y = 0,3654x + 3,7862
R
2
= 0,5354
3
4
5
0123
Concentração de Bário no Solo (Log)
Concentração de Bário
na planta (Log)
b
P. vittata
y = 13,552x
R
2
= 0,7494
0
10
20
30
40
50
01234
Concentração de Estrôncio no Solo (Log)
Concentração de
Estrôncio na planta
(mg/Kg)
a
P. vittata
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0123
Concentração de Arsênio no solo (Log)
Concentração de
Arsênio na planta
(mg/Kg)
B. variabilis
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 10000 20000 30000
Concentração de Manganês no solo (mg/Kg)
Concentração de
manganês na planta
(Log)
a
b
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
85
Tabela 4.6 – Índice de bioacumulação de metais pesados em plantas a partir de suas
concentrações no solo.
Elementos
PVM PVC BVM BVC
Manganês 0,07 0,02 9,16 0,10
Cobalto 0,004 0 0 0
Cobre 0,17 0,14 0,68 0,21
Cromo 0,004 0,01 0,01 0
Níquel 0,03 0,04 0,54 0,09
Molibdênio 0 0 0 0
Zinco 0,63 0,33 1,17 0,20
Arsênio 7,66 8,41 00,01
Bário 0,23 0,03 3,01 1,05
Cádmio 0,008 0,001 0 0
Chumbo 0 0 0 0,13
Estanho na na na na
Estrôncio
1,08
0,33
31,5 8,71
Titânio 0,003 0,003 0,12 0,07
Vanádio 0,002 0,005 0 0
Valores em negrito indicam alto grau de acumulação.
P. vittata B. variabilis
na: Elemento não analisado no solo
4.2.2 – Caracterização Biológica das Espécies Estudadas
4.2.2.1 – Herbivoria em P. vittata
Foi observada uma taxa de herbivoria muito baixa (< 5%) nas amostras de frondes de P.
vittata e por isso foi desconsiderada a realização de análises estatísticas, dada a ausência de
variabilidade dos dados na escala possível de se medir.
4.2.2.2– Descrição Anatômica de P. vittata
Em vista frontal (epiderme dissociada) a epiderme adaxial (superior) e abaxial (inferior)
apresenta células de paredes delgadas e sinuosas (Prancha 4.1a e b). Na epiderme abaxial, o estômato
faz contato com uma (mais comumente), duas ou três células epidérmicas, sendo que uma delas o
envolve quase que totalmente de pólo a pólo. Esse tipo de estômato é denominado polocítico (Prancha
4.1b). As regiões da nervura central e nervuras secundárias apresentam células mais alongadas,
estreitas e enfileiradas do que as demais.
Em corte transversal (Prancha 4.2), a folha de P. vittata é dorsiventral e hipostomática, com
epiderme uniestratificada em ambas as faces, compostas por células baixas e de paredes delgadas. A
cutícula é muito delgada, de difícil mensuração. Os estômatos estão nivelados às células comuns da
epiderme.
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
86
O parênquima paliçadico possui duas camadas de células um pouco mais compridas que
largas, dispostas longitudinalmente, deixando espaços intercelulares conspícuos. O parênquima
lacunoso é composto por três a quatro camadas de células com muitas projeções, apresentando aspecto
braciforme em algumas áreas. Os espaços intercelulares são amplos. É comum a presença de
substâncias fenólicas nas células do mesofilo (Prancha 4.2a e c).
A nervura central (Prancha 4.1a) apresenta epiderme uniestratificada com células menores
com paredes levemente espessadas. O parênquima cortical da nervura central possui células com
paredes pouco espessadas e lignificadas. As duas ou três camadas próximas à epiderme possuem
paredes levemente lignificadas. O feixe vascular forma um arco central aberto de xilema com floema
circundante. A endoderme (Prancha 4.2a e b) é conspícua com células repletas por substâncias
fenólicas e suberificação nas paredes radiais e periclinal interna. O periciclo (Prancha 4.2b) é
composto por uma camada de células grandes com paredes delgadas.
Prancha 4.1 - Epiderme dissociada das folhas de P. vittata. a – Epiderme adaxial, mostrando as células
epidérmicas sinuosas (Barra: 50µm); b – Epiderme abaxial, mostrando os estômatos do tipo polocítico (Barra:
50µm). Ce: Célula epidérmica, Es: Estômatos.
Es
Ce
Ce
Ns
a b
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
87
Prancha 4.2 - Cortes transversais das folhas de P. vittata. a – Nervura central da folha (Barra: 100µm); b –
Detalhe do câmbio vascular, mostrando a endoderme (Barra: 50µm); c - Detalhe do mesofilo, mostrando os
parênquimas paliçadico e lacunoso (Barra: 50µm). Ab: Face abaxial, Ad; Face adaxial, En: Endoderme, Ep:
Epiderme, Fl: Floema, Pc: Parênquima córtex, Pe: Periciclo, Pl: Parênquima lacunoso, Pp: Parênquima
paliçadico, Xl: Xilema.
4.2.2.3 – Descrição Anatômica de B. variabilis
A epiderme da face adaxial em vista frontal é composta por células poligonais de paredes
retas e delgadas (Prancha 4.3a e b). Nas folhas maduras os tricomas são caducos, isto é, perdem suas
hastes e braços e somente as bases desses são observadas (Prancha 4.3a e b).
A epiderme abaxial possui células comuns semelhantes às da epiderme adaxial. Na epiderme
abaxial são observadas bases de tricomas e estômatos do tipo paracítico, em que as células
epidérmicas estão posicionadas paralelamente as células-guarda dos estômatos. A cutícula se projeta
sobre o estômato, tomando a forma circular ou elíptica.
No corte transversal da folha, a projeção da cutícula sobre os estômatos é bem visível (Prancha
4.4a). Os tricomas tectores ocorrem em grande densidade nas folhas novas. Estes possuem dois braços
longos e torcidos, apresentando a forma de um T ou Y, com haste longa (Prancha 4.4a e b).
A epiderme em ambas as faces é uniestratificada (Prancha 4.5c). Na face adaxial as células são
mais altas com cerca de 34,25µm de altura e cutícula bem espessa com 19,88µm de espessura
(Prancha 4.5a). Na face abaxial as células são mais baixas, com cerca de 22,13µm de altura e a
cutícula é menos espessa com 17µm de espessura (Prancha 4.5b e c).
O limbo foliar ou mesofilo é isobilateral com duas (mais comum) a três camadas de células no
parênquima paliçadico da face adaxial (superior), sendo que a primeira camada ou estrato possui
Ad
En
Xl
Fl
Ad
Ab
Pp
Pl
Ep
Ab
En
Xl
Fl
b
ca
Pc
Pe
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
88
células mais compridas (Prancha 4.5c). Na face abaxial (inferior), este tecido possui uma a duas
camadas de células um pouco mais compridas que largas. O parênquima lacunoso é relativamente
compacto, com duas a três camadas de células dispostas transversalmente (Prancha 4.5c). Em alguns
trechos da lâmina foliar pode não ocorrer uma camada de células deitadas, dando um aspecto
homogêneo ao mesofilo. Cristais de oxalato de cálcio do tipo drusa ocorrem ao longo do mesofilo em
fileira (Prancha 4.5b).
A nervura central em corte transversal é proeminente na face abaxial e os tecidos vasculares
(floema e xilema) ocupam a região central, em forma de camadas circulares contínuas (Prancha 4.5a).
Também se observam cristais de oxalato de cálcio (drusa – forma de estrela e cristais prismáticos) no
parênquima da nervura central (Prancha 4.5b). Nas nervuras maiores, principalmente na nervura
central, ocorrem fibras junto ao floema (conduz a seiva elaborada – açúcar) e ao xilema (conduz água
e sais minerais). As fibras relacionadas ao xilema se estendem até a epiderme da face adaxial (Prancha
4.5a).
Prancha 4.3 – Epiderme dissociada das folhas de B. variabilis, mostrando os estômatos e as bases de tricomas
(pontos vermelhos). a – Epiderme adaxial, mostrando as base de tricomas (Barra: 100µm); b – Epiderme
abaxial, mostrando os estômatos do tipo paracítico e as bases de tricomas (Barra: 100µm). Bt: Bases de
Tricomas, Es: Estômatos.
a
b
Bt
Bt
Es
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
89
Prancha 4.4 – Cortes transversais das folhas de B. variabilis, mostrando os tricomas em forma de T com braços
longos e retorcidos, típicos da família Malpiguiaceae. a - (Barra: 50µm); b – (Barra: 100µm). Ab: Face abaxial,
Ct: Cutícula, Es: Estômato, Tr: Tricoma.
Prancha 4.5 - Cortes transversais das folhas de B. variabilis. a – Detalhe da nervura central da folha (Barra:
100µm); b – Detalhe da nervura central em luz polarizada, mostrando os cristais de oxalato de cálcio (Barra:
100µm); c – Detalhe do mesofilo, mostrando a cutícula espessa (Barra: 100µm). Ab: Face abaxial, Ad; Face
adaxial, Cr: Cristais de oxalato de cálcio, Ct: cutícula espessa, Ff: Fibras do floema, Fl: Floema, Fx: Fibras do
Xilema, Pl: Parênquima lacunoso, Pp: Parênquima paliçadico, Xl: Xilema.
a b
Tr
Tr
Ct
Ab
Ab
Es
a
c
b
Cr
Ff
Xl
Fl
Fx
Pp
Pl
Ct
Ct
Ad
Ab
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
90
4.2.2.4 - Arquitetura de planta e Esclerofilia Foliar em B. variabilis
Neste trabalho a arquitetura de planta é representada pelas variáveis, altura total da planta,
número de ramificações primárias, secundárias e terciárias e meristemas apicais ativos (saudáveis) e
inativos (danificados). Por sua vez, estas variáveis foram sumarizadas em uma única variável (Fator
1), através da PCA. Os Eigenvalores obtidos para cada variável de arquitetura de planta na PCA, se
encontram na Tabela 4.7 e o valor médio das variáveis de arquitetura mais representativas nas duas
populações de B. variabilis se encontra na Figura 4.47a e b. As plantas mais vigorosas são aquelas
mais altas, mas estruturadas. Com relação à arquitetura de planta, foi encontrada diferença
significativa entre as populações de Mariana e Ouro Preto (teste-t; t
0,05; 28
= 6,48; p< 0,0001). A
população de Mariana apresentou uma arquitetura mais desenvolvida, o que indica que essa população
é mais vigorosa do que a de Ouro Preto, mesmo se desenvolvendo em solos com maiores
concentrações médias de alguns metais pesados tóxicos.
Quanto à esclerofilia foliar (Peso seco específico), foram encontradas diferenças significativas
entre as duas populações de B. variabilis (Teste-t Student; t
0,05; 28
= -2,17; p < 0,04). Embora, as duas
populações sejam esclerófilas e apresentassem valores muito próximos, a população de Ouro Preto foi
mais esclerófila do que a de Mariana. Além disso, a esclerofilia foliar apresentou correlação positiva
com a proporção de folhas danificadas (Figura II.1 no Anexo II). Este resultado mostra que esta
característica não afeta negativamente os insetos herbívoros, não representando uma barreira ao ataque
desses, ao menos aos especialistas nesta espécie.
Tabela 4.7 - Eigenvalores obtidos na matriz de
correlações da PCA para cada variável de
arquitetura de planta em B. variabilis.
Variáveis Fator 1
AltTotal(m) -0,5674
Ramif 1º 0,0005
Ramif 2º 0,4641
Ramif 3º -0,5209
Nº MA -0,3541
Nº MI -0,2568
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
91
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
Mariana Ouro Preto
População de B. variabilis
Arquitetura
Alt. Total (m ) Nº Ramif. 3ª
Figura 4.47 – Valor médio das variáveis de arquitetura mais representativas nas duas populações de B.
variabilis.
4.2.2.5 - Efeito da Acumulação de Metais Pesados na Herbivoria em B. variabilis
Os resultados das Correlações de Pearson feitas entre os metais pesados analisados e as
variáveis biológicas (média relativa de folhas danificadas, número de galhas, arquitetura de planta e
esclerofilia foliar) em B. variabilis mostraram que as variáveis biológicas apresentaram correlações
significativas entre elas e com os elementos manganês, bário e estrôncio (Figura II.1 no Anexo II).
Entretanto, dada as baixas concentrações de bário e estrôncio nas folhas estudadas, somente o
manganês deve ter uma relação não espúria com as variáveis biológicas ou com as medidas de
herbivoria em B. variabilis. Os demais elementos não apresentaram correlações significativas com as
variáveis biológicas.
Considerando a média relativa de folhas danificadas (MRFD), medida de herbivoria mais
detalhada baseada nas classes de danos determinadas neste trabalho, foi encontrada uma diferença
significativa entre as duas populações de B. variabilis (Teste-t Student; t
0,05; 28
= -9,79; p < 0,0001),
sendo que a população de Ouro Preto foi a mais atacada por insetos herbívoros, apresentando maior
dano foliar. Da mesma forma, co relação à proporção de folhas danificadas (PFD), medida de
herbivoria mais ampla feita em todas as folhas coletadas em cada planta, foi encontrada diferença
significativa entre as duas populações (Mariana e Ouro Preto) de B. variabilis (Teste-t Student; t
0,05; 28
= -2,69; p < 0,02; Figura 4.48a), sendo que a população de Ouro Preto foi a mais atacada por insetos
herbívoros com mais danos foliares.
Analisando o efeito planta a planta, e independentemente da
população, foi observado que as taxas de herbivoria por planta diminuiu em resposta ao aumento da
concentração de manganês nas folhas, sendo que a proporção de folhas danificadas (PFD: y = 1,36 –
0,24x; F
1; 28
= 12,00; p < 0,01; Figura 4.48b) explicou melhor a variação dos dados (30%) do que a
média relativa de folhas danificadas (MRFD: y = 0,85 – 0,21x; F
1; 28
= 5,11; p < 0,05). Este resultado é
indicativo de um possível efeito deterrente do manganês quando acumulado nas folhas.
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
92
Figura 4.48 – Proporção de folhas danificadas (PFD) nas populações de B. variabilis em Mariana e Ouro Preto
(a) e a média relativa de folhas danificadas em função da concentração de manganês (Log) (b).
Da mesma forma, o número de galhas, tumores causados por insetos galhadores que ovipõem
no interior de tecidos vegetais, foi significativamente maior na população de Ouro Preto em relação à
população de Mariana (Test-t Student; t
0,05; 28
= -7,41; p < 0,0001; Figura 4.49a). Como para a
herbivoria total, o número de galhas apresentou uma relação inversamente proporcional à
concentração de manganês (y = 2,78 - 0,74x; F
1; 28
= 5,90; p < 0,05; Figura 4.49b).
Estes resultados mostraram que quanto maior as concentrações de manganês, em
concentrações acima da necessidade das plantas, menor o ataque de insetos herbívoros e,
conseqüentemente, menor a ocorrência de danos foliares e galhas. Além disso, os resultados
comprovaram que a população de Mariana apresentou menor dano foliar (PFD) e menor número de
galhas em resposta à maior concentração média de manganês nessa população e a sua eficiência em
acumulá-lo. As galhas foliares observadas em B. variabilis foram causadas por uma espécie não
identificada de Lepidóptera tanto na população de Mariana como na de Ouro Preto.
Figura 4.49 – Número de galhas nas populações de B. variabilis em Mariana e Ouro Preto (a) e o número de
galhas em função da concentração de manganês (Log) (b).
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
Mariana Ouro Preto
População de
B. variabilis
Proporção de Folhas
Danificadas
a
y = -0,2407x + 1,3631
R
2
= 0,2999
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4 1,9 2,4 2,9 3,4
Concentração de Manganês (Log)
Proporção de Folhas
Danificadas
b
0
0,5
1
1,5
2
Mariana Ouro Preto
Populacão de
B. variabilis
Nº de Galhas (Log)
a
y = -0,7407x + 2,7814
R
2
= 0,1741
0
0,5
1
1,5
2
2,5
1,522,53
Concentração de Manganês (Log)
Nº de galhas (Log)
b
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p
93
4.2.2.6 – Efeito das Estruturas de Defesa Anatômica na Herbivoria em B. variabilis
O resultado da análise de covariância modelo misto para testar o efeito de local, das variáveis
anatômicas e das interações entre as características anatômicas e os locais na área foliar perdida em B.
variabilis mostrou que o presente modelo reforçou o padrão de um efeito significativo de local sobre a
área foliar perdida (Figura 4.50).
Entre as características anatômicas, foi significativo o efeito da espessura de cutícula no limbo
foliar sobre a área foliar perdida. Isto é, as folhas que com maior espessura de cutícula, apresentaram
menor dano foliar causado por herbivoria. A população de Mariana apresentou plantas com uma média
de espessura de cutícula no limbo foliar maior do que a população de Ouro Preto (Figura 4.50).
Nenhum efeito significativo na área foliar perdida foi encontrado em resposta à densidade de tricomas
na margem foliar e ao número de cristais na nervura central. Também, o efeito das interações entre as
características anatômicas e os locais não foi significativo. Portanto, o modelo indicou que essas
características anatômicas variam da mesma forma nos dois locais de estudo e não afetam
notavelmente o padrão de distribuição de herbivoria entre as plantas. O resumo destes resultados
estatísticos se encontra na Tabela 4.8.
Tabela 4.8 – Resultados da análise de covariância (modelo misto). Variável dependente: área
foliar perdida (arcoseno) e N:180.
Variáveis Numerador gl Denominador gl F Sig.
Interceção 1 87,4 78,0 0,965
Local 1 81,0 12,1 0,001
Densidade de tricomas 1 109 1,23 0,270
Nº cristais na nervura central 1 101 2,05 0,156
Espessura de cutícula 1 97,6 5,72 0,019
Dens. Tricomas (Local) 1 97,2 3,05 0,084
Nº de cristais (Local)
1 102 2,15 0,146
Espes. Cutícula (Local) 1 97,7 0,03 0,872
Parâmetros Estimativa Erro Padrão
Residual 0,007 0,001
Folha (Planta) 0,032 0,005
Corrêa, T. L., 2006. Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
94
Figura 4.50 – Média de espessura de cutícula no limbo foliar (mm) e de área foliar perdida (arcoseno) nas duas
populações de B. variabilis.
12
12,5
13
13,5
14
14,5
Mariana Ouro Preto
População de
B. variabilis
Espessura de Cutícula
(
µ
m)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
Área Foliar Perdida
(arcoseno)
Espessura de Cutícula
Área Foliar Perdida
CAPÍTULO 5
DISCUSSÕES E CONCLUSÕES
5.1 - DISCUSSÃO
As amostras de solo coletadas junto à população de P. vittata são distintas das amostras
coletadas sob a população de B. variabilis tanto em Mariana quanto Ouro Preto. Apesar dos solos
sobre os quais cada uma destas espécies ocorre apresentarem constituições mineralógicas semelhantes,
estarem sobre mesmo litotipo, e próximos no espaço, estas plantas ocupam micro-habitats
notavelmente distintos, ocupando assim diferentes nichos ecológicos. A disponibilidade de nutrientes,
como o cálcio, magnésio, potássio e outros, foi diferente nos micro-habitats onde se encontram as duas
espécies. B. variabilis é uma planta esclerófila e adaptada a ambientes pobres em nutrientes, o que não
é o caso de P. vittata, que ocorre em solos com altas concentrações de cálcio e magnésio presentes nos
calcários e gnaisses observados nos trilhos de trem mencionados neste trabalho. De acordo com a
teoria de “Habitat Templet” (Southwood 1977, Greenslade 1983), a qual pressupõe que o habitat
possui basicamente duas dimensões, uma espacial (previsibilidade do habitat) e uma temporal
(favorabilidade do habitat) e que estas moldam as características de história de vida das espécies, as
espécies estudadas podem claramente indicar condições extremamente específicas de habitat, além da
resposta à contaminação ambiental, como disponibilidade ou até deficiência de determinado nutriente
e de água. Dados como estes podem fundamentar o desenvolvimento de critérios de bioindicação
utilizando estas espécies.
A concentração da maioria dos elementos-traço encontrada nos tecidos de ambas as espécies
estudadas não respondeu linearmente às concentrações dos mesmos nos solos. Segundo Siegel (2002),
as plantas podem absorver elementos químicos proporcionalmente ao conteúdo dos solos onde se
desenvolvem, mas também podem absorver quantidades não proporcionais às dos solos ou então
bioacumular estes elementos em concentrações que excedem as concentrações dos solos. Em vários
casos as espécies estudadas conseguiram manter teores bem abaixo do que a concentração ambiente e
em outros mostraram respostas variáveis. Entretanto, P. vittata mostrou uma relação positiva com as
concentrações de estrôncio e B. variabilis positiva com bário. As relações positivas podem indicar que
há regulação ou absorção passiva de forma que a concentração interna da planta reflita a concentração
externa. Neste caso, as plantas são ditas indicadoras e podem ser utilizadas para indicar a fonte e a
intensidade da contaminação por metal pesado (Baker 1981, O’ Leary 1994). Entretanto, o estrôncio e
o bário foram encontrados em concentrações não tóxicas tanto nas amostras de planta quanto nos
solos, exceto para algumas amostras de B. variabilis que apresentaram altas concentrações de bário.
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Em algumas situações ocorre um decréscimo de metais pesados nas plantas, ao mesmo tempo, que os
níveis no solo aumentam, como no caso da concentração de bário em P. vittata. Este fato pode ser
devido à existência de um limite máximo de quanto a planta pode absorver e à toxicidade do metal
pesado, o qual pode causar danos aos tecidos vegetais (Fergusson 1990). Um resultado semelhante em
que a concentração de tálio no espinafre começou a decrescer quando o solo atingiu concentrações
muito elevadas deste metal foi apresentado por Adriano (1986). De qualquer forma, os resultados
sugerem que os mecanismos metabólicos relacionados à contaminação por metais pesados são mais
complexos do que previamente considerado.
O alto índice de bioacumulação de arsênio obtido nas populações de P. vittata está
diretamente relacionada com a alta disponibilidade deste elemento tanto nos solos de Mariana quanto
nos de Ouro Preto e, principalmente, a alta tolerância desta espécie a concentrações elevadas deste
metal pesado descrita na literatura. Apesar da semelhança entre as concentrações de arsênio nos solos
onde as duas espécies estudadas ocorrem, as populações de B. variabilis apresentaram baixa razão
planta/solo de arsênio. Isto indica a existência de mecanismos que evitam altas concentrações de
arsênio sejam translocadas para as partes aéreas de B. variabilis, como ocorre nas espécies de maior
porte (Verkleij & Parest 1989, Arduini et al. 1996, Soares et al. 2001).
As duas populações de B. variabilis apresentaram um índice de bioacumulação de estrôncio
bastante alto, chegando a acumular nas folhas em Mariana 31,5 vezes a concentração deste elemento
no solo. É possível que B. variabilis possua um mecanismo para lidar com a acumulação de estrôncio.
Como o estrôncio possui características análogas às do cálcio, as plantas não diferenciam os dois
elementos e absorvem grandes concentrações de estrôncio, podendo se acumular em concentrações
tóxicas para estas plantas. Entretanto, como resposta a grandes concentrações de metais pesados,
algumas plantas utilizam o oxalato para se desintoxicarem. Assim, o estrôncio pode ser incorporado
assim como o chumbo, alumínio e o cádmio nos cristais de oxalato de cálcio, quando presentes no
ambiente (Franceschi & Schueren 1986, Zindler - Frank 1991) Entretanto, as concentrações deste
elemento observadas nas amostras de B. variabilis não atingiram o limite de toxidez estabelecido para
este elemento em tecidos vegetais.
Por outro lado, o alto índice de bioacumulação de manganês observado na população de B.
variabilis (9,16 vezes acima da concentração observada nos solos e 91,6 vezes acima da faixa
considerada normal) em Mariana indica uma maior eficiência desta população em absorver e
translocar este elemento às partes aéreas em relação à população de Ouro Preto. Apesar do manganês
ser um micronutriente necessário em pequenas concentrações, B. variabilis absorveu concentrações de
manganês que atingiram o limite de toxidez de 300 mg/kg, sem sofrer os efeitos fitotóxicos. Este
resultado sugere que a acumulação excessiva de manganês possa exercer outro papel nos tecidos
vegetais além de sua atuação no metabolismo basal e em outros processos fisiológicos das plantas.
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
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Apesar das espécies estudadas apresentarem concentrações de metais pesados considerados
adequadas para as plantas em geral (Kabata - Pendias & Pendias 1992), essas demonstraram uma
grande eficiência em absorvê-los e translocá-los às folhas em concentrações bem acima das
encontradas nos solos, principalmente a população de B. variabilis em Mariana. Apesar disso, nenhum
dos elementos-traço atingiram a faixa considerada tóxica para as plantas, exceto o arsênio em P.
vittata.
Com relação à possibilidade de utilização das espécies estudadas em processos de remediação
de áreas contaminadas por metais pesados, atualmente buscam-se plantas que absorvam contaminantes
em taxas mais elevadas, acumulando-os em concentrações de 1 a 3% (peso seco), ou ainda plantas
modificadas geneticamente para extrair maiores concentrações (Accioly & Siqueira 2000). Cunnigham
& Berti (1993) calcularam que a fitoextração é economicamente viável se as plantas puderem
concentrar cerca de 1% do metal (peso seco) em seus tecidos em solos onde estas plantas crescem
naturalmente. Apesar da P. vittata ter acumulado até 0,1% de arsênio neste trabalho, esta espécie
possui capacidade de acumular arsênio até 2% em pilhas de rejeitos sem apresentar os efeitos
fitotóxicos (Chen et al. 2002). Considerando a esta capacidade de acumulação de arsênio, esta espécie
possui potencial para fitoremediação de áreas contaminadas. Embora B. variabilis tenha acumulado
manganês em concentrações acima da necessidade básica e até concentrações consideradas tóxicas,
esta acumulação não foi intensa o suficiente para viabilizar a utilização desta espécie na
fitorremediação de áreas contaminadas. Apesar disso, B. variabilis pode ser utilizada como indicadora
de características específicas do habitat onde se desenvolvem. Por isso, é importante a investigação e a
compreensão do valor de indicação de cada espécie, analisando a possibilidade de variação entre as
populações de plantas em resposta às concentrações de metais pesados em diferentes tipos de solos.
Uma taxa muito baixa de herbivoria foi observada nas frondes de P. vittata. Este dado
corrobora a hipótese de que um grupo muito maior de espécies de insetos herbívoros tenha se
acumulado sobre as angiospermas em detrimento de plantas inferiores (Pteridófitas) devido a grande
radiação adaptativa dos insetos herbívoros (mastigadores) em associação com a diversificação das
angiospermas e suas defesas químicas no período Cretáceo (Enrlich & Raven 1964, Futuyma 1997).
Entretanto, existem algumas evidências, no registro fóssil da era Paleozóica, da existência de
associações de plantas vasculares inferiores (pteridospermas extintas e as pteridófitas primitivas) e
insetos primitivos, que se alimentavam de pólen, esporos e tecidos vegetais (Labandeira 1998),
anterior ao surgimento e diversificação das angiospermas. Apesar destas evidências, P. vittata teria na
acumulação de arsênio apenas uma adaptação fisiológica a contaminação do solo e a possibilidade de
utilização de metais pesados, acumulados nos tecidos vegetais, na defesa contra insetos herbívoros
seria mais provável em plantas superiores (angiospermas), como proposto para B. variabilis e como
uma forma pré-adaptativa.
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As duas populações de B. variabilis apresentaram alta esclerofilia foliar (Peso seco específico)
como era esperado para uma espécie esclerófila, sendo que a população de Ouro Preto apresentou
maior esclerofilia foliar. Entretanto, a esclerofilia foliar apresentou correlação positiva com a
proporção de folhas danificadas, o que pode ser devido ao fato dos insetos herbívoros associados às
plantas esclerófilas ou impalatáveis normalmente serem especialistas e, portanto, adaptados às
características destas plantas, apresentando elevada especificidade (Bernays et al. 1989).
A concentração de manganês nas folhas de B. variabilis apresentou correlação negativa com a
proporção de folhas danificadas e com o número de galhas. Apesar dos métodos utilizados serem
diferentes, estes resultados corroboram com os trabalhos de Martens & Boyd (1994), Pollard & Baker
(1997) e Jhee et al. (1999), que encontraram efeito da acumulação de metais pesados (Ni e Zn) em
plantas no comportamento dos insetos herbívoros. Estes insetos evitaram plantas com altas
concentrações de metais pesados. Os dados de B. variabilis corroboram a teoria de que em habitats
marginais, onde existe algum tipo de contaminação, a seleção de genótipos tolerantes pode conferir
proteção contra insetos herbívoros, especialmente, os que são adaptados a espécies esclerófilas como
os insetos galhadores. Este processo pode levar ao surgimento de uma nova espécie de planta por
especiação parapátrica (Macnair 1981, Futuyma 1997).
Assim como maiores concentrações de manganês inibem os ataques de insetos herbívoros,
espessuras de cutícula maiores no limbo foliar de B. variabilis são menos atacadas por insetos
herbívoros. Entretanto, o efeito das outras estruturas anatômicas na herbivoria, como os tricomas, que
são a primeira barreira foliar, não foi observado. Considerando a hipótese de que associados às
espécies de plantas esclerófilas, os insetos especialistas são capazes de superar as barreiras mecânicas
impostas por esse tipo de planta, a presença de uma cutícula espessa não é suficiente para impedir a
entrada desses insetos (Fernandes & Price 1988, Bernays et al. 1989, Price 1991, Coley & Barone
1996, Ribeiro & Brown 1999, Ribeiro et al. 1999, Ribeiro 2003). Portanto, os resultados obtidos neste
trabalho sugerem a possibilidade de B. variabilis acumular manganês na cutícula foliar, tornando esta
defesa mais eficiente contra a herbivoria. Segundo Kabata - Pendias & Pendias (1992), o manganês
assim como outros metais pesados geralmente são incorporados nas paredes celulares dos tecidos
foliares. A cutícula é um produto da excreção das células epidérmicas foliares e possui capacidade de
absorção de poluentes (Taiz & Zeiger 2004), portanto é possível que esta acumule em sua estrutura
metais pesados como o manganês.
5.2 - CONCLUSÕES
Em geral, as populações de P. vittata e de B. variabilis situadas em Mariana apresentaram uma
tolerância maior aos metais pesados do que as populações de Ouro Preto, evidenciada pelos índices de
bioacumulação de metais pesados apresentados por essas espécies. Além disso, estas espécies ocupam
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 29, 143p.
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micro-habitats distintos, mesmo ocorrendo em solos com composições mineralógicas semelhantes
sobre mesmo litotipo, indicando um potencial nestas espécies de indicação de condições específicas de
habitat.
As concentrações de grande parte dos metais pesados nas plantas não refletiram as
concentrações dos mesmos nos solos, exceto as concentrações de estrôncio em P. vittata e de bário em
B. variabilis. Entretanto, estas espécies apresentaram altos índices de bioacumulação de metais
pesados como, por exemplo, o arsênio e o estrôncio em P. vittata, o manganês, o bário e o estrôncio
em B. variabilis, acumulados em concentrações muito acima das observadas nos solos. Apesar da
maioria desses metais pesados terem apresentado concentrações adequadas nas plantas, estes
resultados demonstram a eficiência destas espécies em absorvê-los e translocá-los para as partes
aéreas. Esta é uma característica importante na adaptação a locais contaminados e tolerância a metais
pesados.
Se um grupo muito maior de espécies de insetos herbívoros se acumulou sobre as
angiospermas em relação às plantas inferiores ao longo do tempo evolutivo devido a enorme radiação
adaptativa desses insetos em associação com a diversificação das angiospermas, esperava-se que: as
populações de P. vittata fossem menos atacadas por insetos herbívoros do que as populações de B.
variabilis. Como já foi descrita nos resultados obtidos, a taxa de danos causados por herbivoria em P.
vittata foi muito baixa, confirmando esta hipótese. Portanto, conclui-se que a acumulação de arsênio
por P. vittata seja apenas uma adaptação fisiológica a solos contaminados, não sendo utilizada como
defesa contra a herbivoria.
Apesar das populações de B. variabilis terem apresentado composição química semelhante, a
população de Mariana apresentou plantas mais vigorosas, baseando-se nas características de
arquitetura de planta e folhas menos atacadas por herbivoria e, entretanto, menos esclerófilas do que a
população de Ouro Preto.
Em altas concentrações chegando a tóxicas, o manganês acumulado nas folhas correlacionou
negativamente com as medidas de herbivoria, isto é, quanto maior a concentração de manganês nas
folhas menor a proporção de folhas danificadas e menor o número de galhas em B. variabilis. Estes
dados corroboram a hipótese de que o acúmulo de metais pesados nos tecidos vegetais poderia ter um
efeito de proteção contra danos foliares causados por insetos herbívoros, mesmo que as concentrações
dos metais pesados nos solos não estejam muito altas.
Entre as medidas de estruturas anatômicas, somente a espessura de cutícula no limbo foliar em
B. variabilis exerceu um efeito negativo na herbivoria, portanto quanto mais espessa a cutícula das
folhas menor a área foliar perdida por herbivoria. Entretanto, insetos especialistas são capazes de
superar as defesas mecânicas de baixo custo para as plantas. Portanto, sugere-se que B. variabilis
acumule manganês na cutícula tornando essa barreira a entrada de insetos herbívoros mais eficiente.
Corrêa, T. L., 2006 Bioacumulação de Metais Pesados em Plantas Nativas a partir de suas disponibilidades...
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Apesar da população de B. variabilis de Mariana ser menos atacada por insetos herbívoros do
que a população de Ouro Preto, esta não investiu menos em estruturas anatômicas de defesa mecânica
contra herbivoria. Portanto, a hipótese da diminuição da pressão seletiva causada por herbivoria em
plantas com capacidade de bioacumulação de metais pesados não foi suportada por este trabalho.
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Anexos I
Amostras de Solo
• Tabela I.1 - Resultados da análise de elementos maiores e traços - Mariana
• Tabela I.2 - Resultados da análise de elementos maiores e traços - Ouro Preto
• Resultados das análises de difração de Raios X
111
Tabela I.1 -
Resultados das análises de elementos maiores e traços nos solos - Mariana.
AmostraCa Mg K Na P Fe MnAlCoCuCrLiNiMoZnAsBaBiCdPbSbScSrThTiV Y Zr
Concentração (mg/kg)
BVM01 4,79 <0,15 88,4 29,5 143 13009 30,9 5983 0,74 4,83 42,6 0,27 8,53 <3 10,1 14,4 2,42 <0,3 0,65 <12,3 <8,6 1,12 0,74 2,33 299 24,8 0,35 1,63
BVM02 2,10 <0,15 73,6 <0,55 <4,68 7152 17,0 1735 0,34 <0,48 11,4 0,06 0,67 <3 4,56 31,9 2,86 <0,3 0,32 <12,3 <8,6 0,20 0,81 0,89 99,1 14,1 0,36 <1
BVM03 8,51 <0,15 60,0 9,47 185 11605 23,1 1915 0,63 6,33 17,3 0,15 8,96 <3 8,15 55,8 2,72 <0,3 0,76 <12,3 9,95 0,34 1,17 1,67 163 24,9 0,55 <1
BVM04 22,1 <0,15 77,7 15,7 231 16134 28,1 3144 0,58 6,09 29,5 0,14 8,71 <3 8,75 61,2 1,93 <0,3 1,02 <12,3 <8,6 0,44 0,65 1,91 122 31,0 0,36 <1
BVM05 37,6 <0,15 46,1 <0,55 221 14422 28,6 1916 0,72 3,84 20,2 0,13 6,93 <3 6,52 44,2 2,19 1,45 0,99 <12,3 <8,6 0,36 0,91 1,21 172 32,6 0,47 <1
BVM06 25,4 <0,15 64,8 10,2 194 14305 26,2 3170 0,65 6,32 29,2 0,13 10,0 <3 6,61 50,2 2,31 1,73 0,95 <12,3 <8,6 0,45 0,79 1,96 136 30,7 0,41 <1
BVM07 32,1 <0,15 116 14,8 552 41796 75,2 8673 1,60 16,3 78,8 0,23 17,7 <3 19,8 153 5,50 <0,3 3,28 <12,3 21,2 1,10 1,98 4,81 326 88,2 1,15 1,75
BVM08 32,9 <0,15 125 11,9 568 46310 80,3 10941 1,63 35,2 95,5 0,24 16,4 <3 30,9 151 5,08 2,09 3,53 <12,3 28,9 1,21 2,03 4,75 334 92,9 1,12 1,72
BVM09 75,0 <0,15 68,8 20,6 245 21908 41,6 8357 1,07 8,08 55,8 0,23 12,4 <3 14,5 81,3 3,55 <0,3 1,48 <12,3 12,7 0,75 1,73 4,41 191 39,2 0,68 1,00
BVM10 <1,67 <0,15 49,4 <0,55 236 16052 26,2 4761 0,57 6,23 41,0 0,13 3,47 <3 7,41 43,3 1,38 <0,3 0,99 <12,3 <8,6 0,62 0,24 5,59 64,7 31,2 0,19 6,43
BVM11 <1,67 <0,15 131 5,69 589 75233 115 15603 1,79 24,8 129 0,25 16,7 <3 22,3 136 5,91 <0,3 4,54 <12,3 30,5 1,80 2,70 12,4 462 123 1,43 4,96
BVM12 32,8 <0,15 177 15,6 671 59028 105 21991 2,75 18,5 160 0,54 21,2 3,16 21,2 157 7,26 1,82 4,44 <12,3 28,0 2,52 3,56 14,6 444 112 1,49 6,45
BVM13 57,2 <0,15 91,1 19,7 282 24911 44,5 8206 1,01 7,53 62,7 0,21 11,1 <3 18,8 81,0 3,78 1,40 1,71 <12,3 14,5 1,00 1,58 3,68 219 49,4 0,75 1,00
BVM14 44,1 <0,15 65,3 <0,55 221 23798 61,7 11983 0,98 6,39 90,2 0,43 11,0 <3 16,9 34,6 3,72 <0,3 1,45 <12,3 12,4 2,13 0,66 2,99 306 43,7 0,58 1,06
BVM15 51,9 <0,15 68,3 2,45 659 38989 76,5 5111 1,16 11,6 52,4 0,17 16,0 <3 17,3 152 3,09 <0,3 3,09 <12,3 12,7 0,54 1,24 0,61 350 80,3 0,79 <1
PVM01 12721 6490 342 85,2 313 41733 588 23284 2,96 19,1 127 3,23 31,6 <3 27,4 53,4 34,1 0,90 2,96 <12,3 23,9 3,82 5,78 9,77 421 68,6 2,90 5,25
PVM02 2653 997 220 59,4 332 23796 422 8576 3,71 22,5 47,4 2,44 18,4 <3 30,9 55,3 23,8 1,20 1,70 <12,3 8,60 1,40 6,54 1,63 182 28,3 2,43 <1
PVM03 85775 43734 539 16,3 706 78586 5155 13748 7,79 75,2 50,8 7,83 41,3 <3 64,8 49,6 243 1,82 5,61 13,7 30,8 3,34 18,8 2,48 235 35,3 11,0 1,87
PVM04 5290 2203 246 13,6 353 76403 616 49242 6,53 47,9 335 8,14 76,2 <3 43,1 53,9 46,4 <0,3 4,30 <12,3 34,4 12,0 4,45 9,38 933 142 7,10 10,8
PVM05 16354 7726 468 13,0 478 59584 1282 35790 7,15 47,2 222 8,45 44,1 <3 53,4 74,8 68,7 <0,3 4,23 <12,3 22,6 9,07 6,91 6,88 684 106 7,98 5,54
PVM06 399 113 62,6 <0,55 94,5 51221 266 38204 5,53 <0,48 646 2,80 68,0 <3 17,4 1,98 31,0 <0,3 2,46 <12,3 17,0 8,02 9,40 5,19 963 101 4,22 13,2
PVM07 19412 10059 634 20,0 321 58151 1046 41668 22,5 44,9 263 14,8 89,0 <3 42,1 31,8 59,7 <0,3 3,85 <12,3 19,3 11,2 8,85 5,12 1061 105 9,06 6,13
PVM08 1161 11358 2739 58,9 396 76522 898 34270 37,0 47,0 267 31,7 154 <3 78,2 186 84,1 1,93 4,73 <12,3 13,6 8,59 4,36 4,59 892 82,0 10,6 3,22
PVM09 2216 17391 2670 72,0 475 95552 1299 50934 68,9 70,7 346 44,6 195 <3 74,2 26,1 113 1,23 5,25 <12,3 27,3 19,3 3,86 6,76 1471 155 30,6 7,31
PVM10 8333 12654 1840 51,9 383 72141 1129 43602 38,8 51,4 301 30,3 138 <3 43,2 27,7 75,6 1,33 4,10 <12,3 20,7 16,0 3,07 5,81 1175 133 16,8 5,92
PVM11 7849 7834 994 38,0 499 82537 1246 50290 23,3 61,6 304 19,5 107 <3 50,0 45,5 57,9 0,88 5,06 <12,3 33,6 16,2 3,93 6,53 1213 146 9,68 6,58
PVM12 5702 6976 836 37,0 564 95209 1103 70684 25,4 58,8 342 18,5 108 <3 49,6 93,3 69,1 2,24 5,59 <12,3 36,9 18,3 5,48 8,85 1334 176 10,6 10,9
PVM13 21153 16084 1364 55,2 407 74462 1329 46895 27,5 47,2 287 21,4 122 <3 41,4 35,6 73,8 1,27 4,33 <12,3 24,9 15,5 5,00 6,46 1126 135 10,0 6,05
PVM14 10160 6471 725 31,9 386 69001 710 43424 20,9 47,6 245 20,3 95,3 <3 50,1 31,8 55,2 <0,3 3,77 <12,3 25,9 13,7 5,83 5,13 1134 118 11,4 5,01
PVM15 1337 1011 254 10,0 356 178333 3360 9854 12,6 23,9 52,3 3,47 44,5 <3 53,8 253 109 3,79 13,0 <12,3 49,3 3,94 5,00 6,63 480 45,8 6,47 4,73
112
Tabela I.2 -
Resultados das análises de elementos maiores e traços nos solos - Ouro Preto
Amostra Ca Mg
K
Na P Fe Mn Al CoCuCrLiNiMoZnAsBaBiCdPbSbSc SrThTi V Y Zr
BVC01 119 123 321 94,8 1346 275250 2666 28405 12,7 91,3 41,8 0,76 55,5 <3 90,1 42,0 57,8 5,82 21,2 16,5 68,3 3,12 3,03 4,26 1180 125 4,44 6,56
BVC02 376 38,0 <3,43 <0,55 2099 498079 1649 6664 13,0 9,26 56,8 0,16 61,3 <3 87,0 36,6 6,17 21,7 39,8 39,1 119 2,47 3,73 7,72 939 83,1 14,8 25,9
BVC03 1268 433 1403 167 963 190894 2547 47385 9,46 93,2 58,0 2,97 70,3 <3 97,9 45,4 210 5,40 14,5 <12,3 49,2 2,36 14,2 3,47 1038 149 4,11 4,94
BVC04 79,7 106 56,5 6,20 1273 493299 3666 11016 18,3 12,6 79,2 0,23 107 <3 78,6 45,9 90,0 15,1 36,2 45,9 110 2,99 3,39 11,2 1033 113 13,8 31,1
BVC05 21,7 80,6 72,1 16,3 1419 512289 1631 11297 15,4 23,0 72,0 0,34 98,5 <3 85,1 43,9 13,7 15,6 35,4 28,9 119 4,83 0,48 8,07 955 107 26,6 25,9
BVC06 330 347 1023 101 1087 230701 2358 36048 12,7 38,4 66,9 2,09 50,1 <3 63,1 41,3 98,5 5,95 16,4 <12,3 47,9 3,42 5,15 4,59 1331 139 5,48 5,27
BVC07 116 133 379 62,3 1128 181737 2388 29279 10,1 117 52,6 0,90 55,0 <3 91,0 39,4 66,6 4,82 14,6 15,4 53,6 2,45 2,21 3,41 763 133 4,23 5,09
BVC08 646 256 789 84,3 1118 187119 2466 31761 8,08 66,3 53,1 1,56 55,1 <3 77,6 44,5 115 4,46 14,2 14,3 47,6 1,90 6,18 2,37 776 139 3,56 4,16
BVC09 277 81,9 379 47,5 597 153385 1134 20322 6,89 23,4 28,0 1,05 41,6 <3 36,3 31,0 58,5 1,08 8,30 <12,3 33,8 1,09 3,34 2,12 456 76,1 1,86 1,90
BVC10 404 344 1146 85,4 1119 207500 2216 31520 7,58 38,3 61,0 2,38 49,6 <3 67,3 48,7 121 7,93 15,5 15,6 48,4 2,77 4,77 3,66 783 141 3,96 4,51
BVC11 630 162 542 163 923 132066 3279 42421 9,60 134 47,9 1,25 67,9 <3 104 39,7 100 3,03 10,2 <12,3 30,1 1,94 6,47 2,49 800 140 3,24 2,85
BVC12 640 167 560 81,7 955 170034 1506 24232 7,83 51,0 46,0 1,15 53,4 <3 64,8 41,0 58,1 3,94 12,6 <12,3 46,2 2,15 5,50 3,11 1051 139 3,75 4,24
BVC13 56,4 <0,15 180 13,6 1612 422081 28639 9832 20,0 15,2 77,8 0,29 58,6 <3 65,4 77,6 679 5,06 30,7 71,4 89,6 3,65 12,9 15,0 1234 166 8,26 18,4
BVC14 474 133 427 107 1010 187056 2647 30012 10,7 92,3 56,4 0,99 57,4 <3 82,3 35,5 57,3 5,48 13,8 12,3 48,2 2,42 5,51 3,39 1197 149 4,55 4,40
BVC15 89,6 85,2 120 5,37 1271 428929 2285 12237 14,5 33,1 115 0,40 71,1 <3 64,6 44,7 16,0 15,3 30,2 32,4 86,6 4,58 1,10 11,2 1054 130 14,4 25,5
PVC01 76849 2609 907 97,8 668 127612 2146 68853 9,81 54,2 81,9 9,66 30,3 <3 85,1 32,4 197 5,05 7,41 <12,3 35,1 6,31 492 24,4 956 117 11,3 22,0
PVC02 44701 1977 668 55,2 750 234591 4324 59931 14,5 54,3 91,8 6,97 30,3 <3 78,1 48,0 220 8,82 15,1 <12,3 58,1 8,78 283 25,2 1165 157 10,0 29,0
PVC03 50696 5030 770 97,2 703 173160 2880 59726 12,3 61,4 93,0 10,2 33,5 <3 112 71,9 220 8,23 11,0 <12,3 37,9 7,04 317 19,8 1039 147 9,59 20,1
PVC04 69760 5818 750 85,7 543 135196 1904 59065 9,10 27,7 89,0 8,47 27,6 <3 72,1 116 146 3,32 8,45 <12,3 37,4 6,29 396 18,2 887 145 9,22 22,7
PVC05 56122 5065 697 66,9 553 153471 2361 61539 9,91 45,8 94,7 8,82 29,7 <3 78,7 147 160 5,11 9,88 <12,3 46,3 6,87 322 19,9 921 150 9,12 23,0
PVC06 13277 1917 479 43,2 779 193571 3202 61976 10,1 49,6 95,2 8,22 38,1 4,40 107 55,3 139 5,11 14,4 <12,3 53,2 7,65 92,5 15,9 844 188 9,05 14,7
PVC07 129221 3797 1189 144 511 52587 1249 37239 9,58 36,6 65,8 11,3 27,5 <3 79,4 28,9 181 <0,3 4,19 <12,3 18,7 6,52 639 12,7 874 108 17,7 17,9
PVC08 8148 2140 288 10,1 663 219198 3442 46708 11,3 32,3 74,1 5,51 30,3 <3 77,5 36,1 181 5,14 17,0 <12,3 50,1 6,82 47,5 15,1 817 121 8,12 20,0
PVC09 9720 1912 534 41,1 871 244523 3950 67882 13,3 44,1 102 8,41 36,5 <3 123 34,9 193 7,75 16,7 <12,3 63,5 9,88 57,4 21,0 1169 168 9,64 22,7
PVC10 113307 10277 1280 157 636 147322 2792 20955 9,85 25,3 38,9 8,14 24,7 <3 54,3 22,1 208 5,85 10,3 <12,3 34,6 4,30 870 9,19 700 60,3 10,5 14,9
PVC11 3448 863 139 1,19 1133 408790 6263 30423 14,4 51,2 81,9 1,63 30,4 <3 67,5 45,2 305 11,3 28,8 46,2 95,2 7,72 17,7 18,6 1170 152 6,97 42,9
PVC12 3570 874 155 5,52 1093 422512 6674 32636 16,3 54,6 82,3 1,80 23,8 <3 70,1 41,6 322 12,3 29,0 49,5 103 8,33 20,4 18,9 1244 155 7,88 21,1
PVC13 8520 1222 156 10,3 1004 449520 9021 31345 17,7 70,7 66,4 2,74 29,8 <3 70,5 35,3 473 14,8 31,0 46,0 111 10,0 60,3 18,4 1106 138 9,17 35,7
PVC14 4354 1066 162 10,0 1055 356936 5759 33144 11,5 49,0 62,2 1,29 37,2 <3 109 62,4 282 11,8 28,6 85,4 90,3 7,19 16,6 11,8 965 128 7,49 13,1
PVC15 37976 4489 359 37,4 581 202275 4492 48162 12,7 40,5 79,9 4,65 23,5 <3 71,7 94,2 213 8,19 14,1 <12,3 55,5 7,39 210 18,6 889 149 5,98 33,9
Concentração (mg/kg)
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
Anexos II
Amostras de Planta
.
• Tabela II.1 - Resultados das análises de elementos maiores e traços nas frondes – P. vittata
• Tabela II.2 - Resultados da análise de elementos maiores e traços nas folhas – B. variabilis
• Tabela II.3 - Resultados das análises de elementos maiores e traços nos tricomas de B.
variabilis (mg/kg).
• Tabela II.4 - Resultados da comparação entre as médias dos metais pesados referentes às
populações de P. vittata utilizando o Teste – t de Student, onde N: 30 e o gl: 28..
• Tabela II.5 - Resultados da comparação entre as médias dos metais pesados referentes às
populações de B. variabilis utilizando o Teste – t de Student, onde N: 30 e gl: 28.
• Tabela II.6 - Resultados das regressões lineares simples relacionando as concentrações de
metais pesados em P. vittata em função das concentrações nos solos. N: 30 e grau de liberdade
do erro para todas as regressões: 28.
• Tabela II. 7 - Resultados das regressões lineares simples relacionando as concentrações de
metais pesados em B. variabilis em função das concentrações nos solos. N: 30 e grau de
liberdade do erro para todas as regressões: 28.
• Figura II.1 - Coeficientes de correlação de Pearson para os metais pesados analisados nas
folhas e as variáveis de herbivoria e arquitetura de B. variabilis.
131
Tabela II.1 -
Resultados das análises de elementos maiores e traços nas frondes - P. vittata
Amostra Ca Mg K Na P S Si Fe Mn Al
Co Cu Cr Li Ni Mo Zn As Ba Be Cd Pb Sn Sr Ti V
mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg µg/kg mg/kg µg/kg µg/kg mg/kg µg/kg mg/kg mg/kg mg/kg µg/kg µg/kg µg/kg µg/kg mg/kg mg/kg µg/kg
PVM01 2446 2379 8613 59,7 582 1100 115 419 37,5 220 <5 9,02 1011 47,0 0,49 <3,9 17,4 126 12,3 30,0 161 100 <70 3,69 3,73 755
PVM02 1977 2458 8135 172 853 1057 205 130 34,7 34,2 <5 5,91 649 52,3 1,88 <3,9 39,4 225 7,37 <0,3 <4 10560 4264 3,23 0,47 <3
PVM03 5210 1180 2276 49,1 583 881 26,5 94,9 157 53,4 <5 11,4 310 <0,5 3,41 <3,9 13,8 <0,1 5,22 <0,3 <4 100 3793 36,5 0,82 <3
PVM04 3742 3224 9712 31,5 621 1270 87,2 381 61,2 200 <5 2,20 893 81,2 <0,02 <3,9 35,2 119 21,4 51,7 <4 9872 <70 4,20 5,34 429
PVM05 3092 2817 10053 42,2 803 1367 227 6,95 42,2 2,2 <5 9,94 366 <0,5 1,26 <3,9 39,3 119 11,3 <0,3 <4 100 62,9 3,35 1,35 <3
PVM06 3269 2788 12250 80,1 834 1327 154 291 45,7 110 <5 6,05 884 46,0 <0,02 <3,9 28,6 39,4 11,9 31,6 <4 100 <70 4,15 2,78 <3
PVM07 4358 3659 11963 105 1016 1715 178 738 68,8 554 <5 5,80 2276 124 2,88 <3,9 38,3 319 14,9 133 225 100 <70 6,60 11,9 1312
PVM08 4528 3430 15034 82,2 1230 1542 138 348 95,3 130 614 7,51 845 106 5,87 764 25,7 289 35,9 54,5 <4 100 <70 14,5 2,37 424
PVM09 3537 3087 11654 164 990 1446 190 211 58,7 63,3 511 6,75 <7 0,50 3,06 <3,9 21,9 59,5 18,2 37,7 <4 8670 <70 5,65 1,54 363
PVM10 3966 3320 11732 75,5 997 1410 148 462 116 139 <5 7,10 793 103 0,95 912 26,3 188 18,5 47,4 <4 100 <70 7,84 2,46 395
PVM11 1914 1677 8710 <0,15 652 785 154 114 38,0 37,6 <5 4,24 <7 <0,5 1,05 <3,9 24,8 285 8,01 <0,3 <4 100 <70 2,70 0,92 <3
PVM12 2763 2249 12070 118 987 1274 123 295 57,2 58,5 <5 8,63 422 44,8 1,28 <3,9 28,8 492 11,4 21,2 <4 14622 <70 4,18 0,96 <3
PVM13 1502 1287 9451 17,5 1120 878 105 135 34,6 41,5 <5 2,90 531 <0,5 0,79 <3,9 19,3 1256 8,35 <0,3 <4 4847 <70 4,07 0,55 <3
PVM14 1685 1710 8690 <0,15 691 892 147 155 33,7 49,8 <5 10,2 118 56,5 0,69 <3,9 1,59 520 7,84 <0,3 <4 718 <70 1,90 1,10 <3
PVM15 2302 1786 8003 50,2 591 853 163 154 39,2 69,9 385 8,55 813 50,1 2,32 485 20,2 258 11,2 <0,3 <4 13919 5307 2,72 1,10 <3
PVC01 3713 1620 12626 139 1385 1541 211 555 45,1 484 <5 15,5 682 115 4,52 <3,9 28,6 188 7,05 82,9 <4 <100 <70 30,3 4,57 761
PVC02 3215 1536 12771 41,4 1341 1370 69,1 312 31,7 146 <5 3,40 242 41,4 <0,02 <3,9 25,1 730 4,47 33,3 <4 11277 <70 29,6 2,23 373
PVC03 3920 1299 9520 44,1 871 1067 179 377 72,8 193 <5 4,38 454 71,2 1,34 917 21,6 597 7,34 19,7 <4 <100 2438 46,2 2,48 517
PVC04 3275 1510 11165 106 945 1011 149 174 29,2 103 <5 5,01 174 66,7 0,20 <3,9 31,6 651 6,32 <0,3 <4 18840 4268 25,5 1,59 398
PVC05 4602 1679 9854 54,3 1169 1251 137 426 42,0 280 <5 8,89 423 64,2 2,16 379 54,9 512 7,62 59,7 <4 <100 <70 43,5 2,95 725
PVC06 3500 1683 13455 110 1302 1377 115 310 34,8 154 <5 7,19 377 55,4 <0,02 <3,9 26,9 608 8,59 23,0 <4 <100 <70 37,6 2,41 534
PVC07 3502 1191 5833 225 862 802 81,6 261 34,7 127 <5 3,14 <7 46,6 <0,02 <3,9 20,2 486 6,03 26,2 <4 <100 <70 33,4 1,73 639
PVC08 2428 1219 8191 162 838 743 55,8 567 44,4 308 <5 3,88 782 95,0 1,55 <3,9 29,1 1,34 6,47 98,1 <4 6685 <70 17,1 3,45 706
PVC09 3620 1899 11139 52,5 1522 1384 116 300 45,3 129 <5 6,50 <7 94,1 0,81 19,4 18,2 221 6,91 38,4 <4 <100 4435 22,1 2,06 330
PVC10 4862 2036 13174 110 1503 1501 247 341 41,5 129 <5 5,10 626 54,5 0,85 851 37,3 393 6,99 49,2 <4 6491 <70 45,4 1,70 273
PVC11 4284 2159 13485 43,3 1310 1378 178 869 121 196 <5 4,26 722 83,8 1,27 <3,9 25,4 296 7,66 123 <4 <100 <70 18,6 2,34 824
PVC12 3919 1750 11255 101 1116 1303 37,4 3519 199 485 <5 11,4 1054 45,7 2,02 <3,9 10,1 224 8,87 647 255 <100 <70 17,6 9,81 2102
PVC13 4886 1985 12787 49,3 1706 1866 193 661 108 173 <5 6,55 710 54,4 1,24 <3,9 19,6 217 5,56 121 <4 <100 <70 32,3 2,97 452
PVC14 2307 1412 8978 54,9 980 794 182 368 45,1 110 <5 6,07 236 <0,5 0,24 <3,9 5,58 178 5,07 52,8 <4 <100 <70 9,78 1,90 343
PVC15 3136 1396 12541 60,1 1150 1110 122 265 32,5 137 <5 2,20 724 44,6 0,85 406 23,3 1395 5,51 19,7 <4 <100 <70 34,3 1,72 400
132
Tabela II.2 -
Resultados das análises de elementos maiores e traços nas folhas - B. variabilis
Amostra Ca Mg K Na P S Si Fe Mn Al Co Cu Cr Li Ni Mo Zn As Ba Be Cd Pb Sn Sr Ti V
mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg µg/kg mg/kg µg/kg µg/kg mg/kg µg/kg mg/kg mg/kg mg/kg µg/kg µg/kg µg/kg µg/kg mg/kg mg/kg µg/kg
BVM01 9471 809 3877 128 614 1080 34,1 116 270 51,1 <5 16,9 32,9 50,9 4,32 <3,9 18,4 <0,1 17,5 <0,3 <4 100 2119 45,6 0,85 <3
BVM02 6427 1047 2387 62,0 638 826 38,1 121 406 58,6 <5 4,00 183 <0,5 1,86 <3,9 11,2 <0,1 10,1 <0,3 <4 8742 7461 36,9 1,28 <3
BVM03 3861 3545 12032 28,4 1287 1820 127 392 109 119 <5 8,89 490 41,6 0,64 1157 41,2 224 11,7 30,3 <4 100 3143 3,50 2,34 277
BVM04 4166 1121 3816 62,2 694 768 26,8 194 255 78,6 <5 4,50 215 <0,5 1,60 <3,9 8,61 <0,1 8,14 <0,3 <4 100 4805 30,3 2,09 <3
BVM05 3916 878 2139 <0,15 555 887 15,0 102 430 48,0 <5 2,86 109 46,1 2,45 650 3,71 <0,1 7,57 <0,3 <4 100 1219 24,7 0,80 <3
BVM06 9270 980 2029 39,8 586 834 30,8 114 615 61,1 <5 <0,002 227 40,6 4,02 <3,9 15,5 <0,1 17,4 <0,3 <4 100 <70 42,3 1,12 <3
BVM07 4389 636 2510 <0,15 548 669 10,4 67,7 286 36,0 <5 1,01 62,1 <0,5 1,54 <3,9 2,62 <0,1 4,29 <0,3 <4 7094 6292 22,1 0,77 <3
BVM08 6026 989 3327 120 730 925 88,7 96,1 504 43,1 <5 8,16 488 63,3 8,31 <3,9 17,6 1,87 9,21 <0,3 <4 6134 1583 27,1 0,33 275
BVM09 4788 740 2787 1,34 638 844 30,4 102 341 51,9 <5 0,85 <7 50,1 6,32 <3,9 5,86 <0,1 6,11 <0,3 <4 6570 1921 25,9 0,94 <3
BVM10 4763 989 2543 68,2 614 839 61,8 235 376 53,3 <5 7,23 489 44,7 5,81 <3,9 10,3 <0,1 3,25 <0,3 <4 100 <70 21,0 0,40 <3
BVM11 3860 580 4197 <0,15 526 799 16,3 87,2 137 30,4 <5 0,36 <7 <0,5 2,08 <3,9 4,60 <0,1 3,98 <0,3 <4 100 666 19,1 0,61 <3
BVM12 6328 1610 2395 37,3 544 855 24,4 248 187 74,6 <5 4,69 608 132 5,03 <3,9 18,9 3,80 10,2 47,8 <4 100 <70 35,0 0,55 <3
BVM13 6276 1041 2258 15,0 430 940 44,7 125 438 54,0 <5 3,86 279 54,2 2,58 <3,9 4,16 <0,1 5,03 <0,3 <4 100 3033 32,2 0,44 309
BVM14 5366 1017 3100 49,2 753 925 32,1 110 247 48,8 7801 8,70 192 50,5 2,35 <3,9 <0,002 <0,1 7,74 <0,3 <4 100 <70 26,4 0,84 <3
BVM15 6511 1744 2161 32,5 678 1028 12,1 83,6 234 39,4 <5 1,60 380 62,7 4,04 <3,9 7,70 <0,1 8,27 27,6 <4 11402 6539 38,2 0,65 <3
BVC01 6814 1417 2267 1242 734 1580 13,8 92,9 752 100 <5 8,50 278 88,2 5,77 <3,9 36,8 <0,1 42,5 <0,3 <4 <100 1548 36,0 0,84 <3
BVC02 4999 1048 3906 155 864 1186 15,3 114 264 105 <5 6,99 18,6 <0,5 3,61 <3,9 26,3 2,00 29,1 <0,3 <4 <100 <70 17,5 1,11 353
BVC03 4151 1213 2348 16,9 696 1177 10,0 87,4 125 80,5 <5 6,29 230 47,6 2,30 <3,9 2,14 <0,1 27,5 <0,3 <4 <100 <70 21,5 0,87 <3
BVC04 6613 1706 3456 84,7 722 1087 14,4 81,5 173 74,8 <5 4,49 46,2 59,4 1,72 <3,9 10,6 <0,1 46,6 <0,3 <4 <100 <70 35,1 1,02 276
BVC05 5430 1041 2799 66,8 708 1095 20,7 101 197 84,2 <5 6,34 113 <0,5 5,40 <3,9 14,6 1,32 62,9 <0,3 <4 <100 1493 26,6 0,94 <3
BVC06 4148 1349 3680 69,8 754 1103 17,9 97,5 139 78,6 <5 4,55 92,3 46,5 0,33 <3,9 20,1 <0,1 46,6 <0,3 <4 9619 3264 21,2 1,60 278
BVC07 3679 914,7 3594 12,2 586 956 4,08 60,3 129 74,9 <5 0,31 11,9 43,7 1,76 <3,9 11,1 <0,1 28,7 <0,3 <4 <100 1083 17,0 0,51 <3
BVC08 2631 1079 5074 335 721 1126 6,30 110 50,5 73,2 <5 11,8 508 74,1 2,37 <3,9 9,56 <0,1 25,1 <0,3 <4 10864 1544 12,1 0,32 <3
BVC09 4402 808,7 2987 <0,15 688 1061 4,25 85,2 217 67,3 <5 7,91 193 <0,5 3,98 <3,9 3,11 1,07 30,3 <0,3 <4 <100 1849 21,5 0,65 <3
BVC10 3336 1015 4180 85,9 586 798 4,97 104 83,7 65,6 <5 7,37 406 73,7 14,9 <3,9 14,6 <0,1 46,8 <0,3 <4 15881 <70 19,0 0,51 360
BVC11 9496 1115 3484 96,6 1025 1549 16,0 110 622 116 <5 7,40 324 61,9 9,03 <3,9 22,5 <0,1 70,7 <0,3 <4 <100 8814 27,2 0,48 <3
BVC12 5905 1110 3023 182 719 1116 9,62 104 214 78,5 <5 6,17 586 50,1 17,1 488 26,8 <0,1 31,8 <0,3 <4 <100 <70 21,6 0,43 282
BVC13 4301 812,5 4969 57,1 841 1518 <0,02 106 301 76,5 <5 5,80 472 <0,5 4,64 <3,9 23,3 <0,1 23,7 <0,3 <4 <100 <70 18,2 0,25 339
BVC14 4077 1041 3356 30,4 687 1040 <0,02 100 234 52,6 <5 8,40 <7 <0,5 1,85 <3,9 <0,002 <0,1 16,5 <0,3 <4 <100 <70 15,2 0,71 <3
BVC15 2742 500,5 1771 84,8 388 563 <0,02 50,6 120 42,9 <5 2,10 331 <0,5 3,90 <3,9 2,96 4,10 23,2 <0,3 <4 6258 <70 11,9 0,14 <3
133
Tabela II.3 - Resultados das análises de
Elementos maiores e traços nos tricomas
- B. variabilis. Valores em mg/kg.
BVM02 BVM03
Ca 1665 2170
Mg 237 320
K 647 543
Na 125 259
P 267 205
S 580 506
Si 91,3 28,2
Fe 715 624
Mn 89,1 41,7
Al 695 326
Co 268 <5
Cu <0,002 5,15
Cr
1202 989
Ni 1,96 1,40
Mo <3,9 <3,9
Zn 12,3 13,4
As
<0,1 2,28
Ba 7,09 4,66
Be 211 105
Cd <4 <4
Pb 6862 21744
Sn 1915 255
Sr 7,33 12,0
Ti 15,2 6,47
V 1354 988
Amostras
Elementos
134
Tabela II.4 – Resultados da comparação entre as médias referentes à população
de P. vittata em Mariana e a de Ouro Preto utilizando o Teste – t de Student,
onde N: 30 e o gl: 28.
Variáveis t p
Mn PVM (Log) vs. Mn PVC (Log) 0,272 ns
Co PVM vs. Co PVC 1,831 ns
Cu PVM (Log) vs. Cu PVC (Log) 0,942 ns
Cr PVM vs. Cr PVC 1,098 ns
Ni PVM vs. Ni PVC 1,170 ns
Mo PVM vs. Mo PVC -0,235 ns
Zn PVM vs. Zn PVC 0,054 ns
As PVM vs. As PVC -1,357 ns
Ba PVM (Log) vs. Ba PVC (Log) 4,765 <0,0001
Cd PVM vs. Cd PVC 0,350 ns
Pb PVM vs. Pb PVC 0,639 ns
Sn PVM vs. Sn PVC 0,237 ns
Sr PVM vs. Sr PVC -6,198 <0,0001
Ti PVM (Log) vs. Ti PVC (Log) -1,708 ns
V PVM vs. V PVC -2,503
<0,05
ns: Não significativo (p > 0,05)
135
Tabela II.5 - Resultados da comparação entre as médias referentes à população
de B. variabilis em Mariana e a de Ouro Preto utilizando o Teste – t de Student,
onde N: 30 e o gl: 28.
Variáveis t p
Mn BVM (Log) vs. Mn BVC (Log)
1,959 ns
Co BVM vs. Co BVC
1,000 ns
Cu BVM (Log) vs. Cu BVC (Log)
-1,019 ns
Cr BVM vs. Cr BVC
0,141 ns
Ni BVM vs. Ni BVC
-0,642 ns
Mo BVM vs. Mo BVC
0,961 ns
Zn BVM vs. Zn BVC
-0,938 ns
As BVM vs. As BVC
0,669 ns
Ba BVM (Log) vs. Ba BVC (Log)
-8,940
<0,0001
Pb BVM vs. Pb BVC
-0,110 ns
Sn BVM vs. Sn BVC
1,426 ns
Sr BVM vs. Sr BVC
2,206
<0,05
Ti BVM (Log) vs. Ti BVC (Log)
1,355 ns
V BVM vs. V BVC
-1,324 ns
ns: Não significativo (p > 0,05)
OBS: O Cd não apresentou variação nos dados. Portanto, não foi possível realizar o test - t.
136
Tabela II.6 – Resultados das regressões lineares simples relacionando
as concentrações de metais pesados em P. vittata em função das
concentrações nos solos. N: 30 e grau de liberdade do erro para todas
as regressões: 28.
Elementos SQ QM F p
Mn
0,15 0,15 3,22 0,08
Cu
0,02 0,02 0,50 0,49
Cr
87953 87953 0,42 0,52
Ni
0,06 0,06 1,10 0,30
Mo
25401 25401 0,26 0,61
Zn
156,2 156,2 1,37 0,25
As
197730 197730 1,90 0,18
Cd
24,97 24,97 0,01 0,94
Pb
49934542 49934542 1,66 0,21
Ti
0,20 0,20 2,04 0,16
V
481316 481316 2,50 0,12
137
Tabela II.7 – Resultados das regressões lineares simples
relacionando as concentrações de elementos-traço em B.
variabilis em função das concentrações nos solos. N: 30
e grau de liberdade do erro para todas as regressões: 28.
Elementos SQ QM F p
Mn
0,00 0,00 0,00 1,00
Co
2518044 2518044 1,25 0,27
Cu
0,90 0,90 0,06 0,80
Cr
14269 14269 0,38 0,54
Ni
0,08 0,08 0,60 0,45
Mo
5990 5990 0,09 0,76
Zn
55,46 55,46 0,49 0,49
As
0,05 0,05 0,26 0,62
Pb
13522009 13522009 0,64 0,43
Sr
264,0 264,0 3,08 0,09
Ti
0,02 0,02 1,58 0,22
V
25310 25310 1,26 0,27
138
Figura II.1 -
Coeficiente de correlação de Pearson para os metais pesados, as variáveis de herbivoria, a arquitetura de planta e a esclerofilia
foliar medidas nas folhas de B. variabilis.
Variáveis Mn (Log) Co Cu Cr Ni Mo Zn As Ba Pb Sr Ti V
MRFD PFD Nº de Galhas Arquitetura
Co
0,01
Cu (Log)
-0,09 0,15
Cr
-0,09 -0,05 0,33
Ni (Log)
0,29 -0,07 0,15 0,40
Mo
-0,12 -0,06 0,12 0,26 -0,21
Zn
0,13 -0,24 0,33 0,39 0,12 0,43
As
-0,26 -0,07 0,18 0,32 -0,25 0,70 0,49
Ba (Log)
-0,21 -0,16 0,33 0,00 0,16 -0,09 0,40 -0,02
Pb
-0,35 -0,11 -0,07 0,16 0,03 -0,19 -0,13 -0,12 0,02
Sr pl
0,58 0,03 -0,09 -0,13 0,22 -0,39 -0,03 -0,44 -0,07 -0,08
Ti (Log)
0,02 0,04 0,00 -0,35 -0,60 0,37 0,26 0,34 -0,01 -0,12 0,11
V
-0,12 -0,12 0,25 0,24 0,03 0,24 0,45 0,24 0,24 0,13 -0,24 0,02
MRFD
-0,39 -0,25 0,16 -0,06 0,09 -0,22 -0,07 -0,19 0,70 0,07 -0,38 -0,24 0,20
PFD
-0,55 -0,13 -0,02 0,04 0,09 -0,08 -0,32 -0,17 0,23 0,33 -0,47 -0,36 0,15 0,62
Nº galhas (Log)
-0,43 -0,32 0,21 0,07 0,19 -0,10 0,21 -0,06 0,65 0,14 -0,47 -0,34 0,21 0,75 0,53
Arquitetura
0,36 0,13 -0,29 -0,08 0,02 0,21 -0,33 0,12 -0,73 -0,03 0,20 0,10 -0,09 -0,60 -0,18 -0,66
Esclerofilia
-0,13 -0,17 -0,26 0,01 0,14 -0,05 -0,02 -0,17 0,30 0,11 -0,19 -0,39 0,22 0,39 0,37 0,16 -0,22
Os valores destacados são significativos (p < 0,05).
139
Anexos III
Mapa dos Litotipos com a Localização dos Pontos de Amostragem
143
Ficha de Aprovação
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
TÍTULO: Bioacumulação de metais pesados em plantas nativas a partir de suas disponibilidades em
rochas e sedimentos: O efeito na cadeia trófica
AUTOR(A): TATIANA LOPEZ CORRÊA
ORIENTADOR: Sérvio Pontes Ribeiro
CO-ORIENTADORES: Hermínio Arias Nalini Jr. e Hildeberto Caldas de Sousa
Aprovada em: 23 / 03 / 2006
PRESIDENTE: Sérvio Pontes Ribeiro
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Sérvio Pontes Ribeiro________________________________________ DECBI/UFOP
Prof. Dr. Jorge Carvalho de Lena ______________________________________ DEQUI/UFOP
Prof. Dr. Geraldo Wilson Fernandes______________________________________ ICB/UFMG
Ouro Preto, 23 / 03 / 2006
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