Metais Pesados

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FONTES E DISPINIBILIDADE DE METAIS PESADOS NOS SOLOS
Nayara Rose da C. Lopes
INTRODUÇÃO
Desenvolvimento tecnológico e do crescimento demográfico
Ambiente
Níveis de contaminantes: 
SOLO
INTRODUÇÃO
Contaminação do solo: sais, elementos metálicos, compostos orgânicos, etc.
Frequentemente perigo ambiental.
Importante problema ambiental com riscos muitas vezes desconhecidos (NRIAGU & PACYNA, 1988).
Foto: ICNBio
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ELEMENTOS TRAÇOS OU METAIS PESADOS
Elementos químicos que apresentam massa específica maior do que 5 g cm-3 , número atômico maior que 20 e baixas concentrações nas rochas da crosta terrestre, frequentemente abaixo de 100 mg kg-1 (MELO et al., 1997 e ALLOWAY, 1990).
ELEMENTOS TRAÇOS OU METAIS PESADOS
O termo "metal pesado" está associado, de modo geral, a material tóxico que constitui uma fonte potencial para poluição ambiental.
 Contaminação 
Poluição
Qualquer interferência humana no uso adequado do meio ambiente.
ELEMENTOS TRAÇOS OU METAIS PESADOS
EXISTE METAL PESADO BENÉFICO?
ELEMENTOS TRAÇOS OU METAIS PESADOS
Fe, Mn, Cu, Zn e Ni.
Alguns metais pesados são essenciais e benéficos.
Elementos que são essenciais: Cu, Zn, Co, Se, Fe, Mn, Mo, etc.
Tóxicos ao ambiente: Pb, Cd, Hg, As, etc.
ELEMENTOS TRAÇOS OU METAIS PESADOS
Cádmio com o maior crescimento (ALLOWAY, 1990; BASTA et al., 2005).
Produtos com alto teor de metais pesados .
As fontes poluentes do solo diversas. 
FONTES DE METAIS PESADOS
Naturalmente baixos em solos para fins agrícolas; 
Os metais pesados, presentes naturalmente nos solos, originam-se da rocha matriz;
A contaminação de solos agrícolas ocorre, quase sempre, devido às atividades desenvolvidas pelo homem;
O impacto do excesso no solo depende da sua quantidade e das formas químicas em que se encontram.
DE QUE FORMA SERIA ESSA POLUIÇÃO CAUSADA PELO HOMEM?
FONTES DE METAIS PESADOS
Fertilizantes:
As rochas fosfatadas.
Fertilizantes fosfatados utilizados na União Européia : contaminação por Cd.
Fertilizantes fosfatados na agricultura introduziram cerca de 300 Mg ano-1 de Cd aos solos até a década de 1980 (HUTON & SYMON, 1986), o que, posteriormente, aumentou para 346 Mg ano-1 (O'CONNOR, 2005).
Estados Unidos: contendo em média 174 mg kg-1, adicionaram ao solo 100 g ha-1 por ano (MULLA et al., 1980).
FONTES DE METAIS PESADOS
BRASIL:
Os teores de Cd presentes em fertilizantes fosfatados utilizados no Brasil oscilam entre 0,03 mg kg-1 a 1,7 mg kg-1 (MELO, 2002).
Podzólico Vermelho-amarelo: indicaram a possibilidade de contaminação do sistema solo-água-planta com Pb (AMARAL SOBRINHO et al., 1994).
Teores: em função do material de origem e do manejo empregado;
Solos submetidos a cultivos intensivos, por longos períodos de tempo, tendem a apresentar níveis maiores de metais pesados.
FONTES DE METAIS PESADOS
Lixo Urbano:
Lodos de esgoto, biossólidos, composto e lixo doméstico;
Previne a poluição ambiental e adiciona-se ao solo um material que pode melhorar algumas de suas características;
Potencial para conter metais pesados.
REJEITOS DIVERSOS
FONTES DE METAIS PESADOS
Esterco Animal:
Dependendo de sua origem;
Aditivos usados na alimentação animal;
No solo, esses compostos podem contribuir para uma contaminação gradativa do sistema;
Além do arsênio, o esterco de origem animal pode adicionar os metais Zn, Cd e Co ao solo (ALLOWAY, 1990).
REJEITOS DIVERSOS
FONTES DE METAIS PESADOS
Indústrias De Fundição:
Principais fontes antropogênicas de metais pesados não ferrosos;
Ocorrência: escórias de siderurgia, emissão de fumaça e poeira contendo metais;
Produção de montes de resíduos dos quais os metais podem ser lixiviados poluindo águas e solos próximos.
REJEITOS DIVERSOS
AGROTÓXICOS
Pulverizações controle de pragas.
Sais de zinco, arsenatos de cobre e chumbo.
Vários países:
 - 1.000 mg kg-1 de cobre (calda bordalesa);
 - Arsenato de chumbo tem levado os níveis de Pb e As a valores em torno de 500 mg kg-1 e 100 mg kg-1 (Tiller & Merry, 1982). 
Austrália: 4, 5 e 1 mg kg-1, respectivamente, Cu, Pb e As, oriundos de defensivos agrícolas (Tiller & Merry,1982).
 
As adições mais significativas no solo foram como impurezas de agrotóxicos, contendo Mn, Zn, Co e Pb (Gimeno-Garcia et al., 1996).
AGROTÓXICOS
Rios com grandes cargas poluidoras; 
Solubilidade, composição mineral do corpo aquático, pH, temperatura e outros fatores.
Rio Paraíba do Sul: Pb, Cu e Zn, risco a população.
ÁGUAS DE IRRIGAÇÃO
Foto: sjc.sp.gov.br
Foto: DF Rural
DISPONIBILIDADE NO SOLO
Variável em função do tipo de solo, tipo de planta, práticas de manejo e condução da cultura. 
Espécies que se desenvolvem normalmente em solos contaminados com metais quanto outras que acumulam altos níveis de metais.
Principal via de entrada na cadeia alimentar é a absorção pelas plantas (Pires, 2003).
Teor total desses elementos não é suficiente para predizer o seu comportamento no solo. 
As
Br
Cd
Cu
Pb
Cd
DISPONIBILIDADE NO SOLO
Relativamente raro, nenhuma função biológica essencial, altamente tóxico para plantas e animais.
Concentração total média de Cd na crosta terrestre: 0,1 mg kg-1.
 No perfil do solo, tende a estar presente em mais altas concentrações na superfície.
Cádmio (Cd):
DISPONIBILIDADE NO SOLO
Cádmio (Cd):
Móvel nos solos;
Adsorvido fracamente pela matéria orgânica, argilominerais e óxidos;
Quantidade total do elemento presente nos solos é um dos principais fatores que afetam o teor de Cd nas plantas.
Teores de Cd considerados potencialmente tóxicos estão na faixa de 3 a 8 mg kg-1 (MALAVOLTA, 1994);
Concentrações médias: entre 0,03 a 3,0 mg kg-1 de matéria seca.
DISPONIBILIDADE NO SOLO
Efeito do Cd na redução do crescimento da parte aérea e do sistema radicular de plantas de tomateiro.
Foto: Fernando A. Piotto
PROJETO: Estresse oxidativo induzido por metais: novas abordagens.
Metais: Al e Cd.
Planta: Tomateiro cv. Micro-Tom.
Inibe o crescimento radicular.
Pode levar a morte da planta.
Técnica de enxertia:
 - Plantio solo contaminado e não contaminado;
 - Troca da parte aérea;
 - Ocorre a sinalização do estresse.
Agência FAPESP 
Cádmio (Cd):
https://issuu.com/textoecia/docs/painel_251
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DISPONIBILIDADE NO SOLO
Agência FAPESP 
Efeitos do Al e do Cd no tomateiro, cujo fruto ganha diferentes formatos, tamanhos e coloração, dependendo da tolerância ao cádmio 
Genotoxidade:
 - Estutura dos ácidos nucléicos (DNA);
 - Cádmio: altera a taxa de divisão celular;
 - Série de aberrações cromossômicas;
 - Quebras e pontes cromossômicas durante a mitose;
 - Mesmo em concentrações muito baixas do metal. 
Cádmio (Cd):
http://agencia.fapesp.br/o_impacto_de_metais_toxicos_na_produtividade_agricola_/22617/
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DISPONIBILIDADE NO SOLO
Tende a não bioacumular;
Obtém-se a partir da cromita (FeCr2O4);
Nos solos, mais comumente, ocorre nos estados de oxidação trivalente (Cr3+) e hexavalente (Cr6+);
Essencial para os humanos em quantidades que variam de 50 - 200 hg/dia (metabolismo da insulina).
Proteína tirosina-cinase 
Cromo (Cr): 
A presença de cromo no organismo potencializa os efeitos anabólicos promovidos pela insulina nos tecidos, pois reduz os níveis de gordura corpórea e normaliza os lipídeos sanguíneos. Altera o metabolismo de gorduras e carboidratos transformando-os em energia.
Em contraposição, seu excesso (em nível de nutriente) pode causar dermatites, úlcera, problemas renais e hepáticos. 
Por outro lado, os compostos de crômio no estado de oxidação +6 são muito oxidantes e são cancerígenos, com altos riscos de câncer de pulmão e nasossinusal, principalmente em pessoas frequentemente expostas.
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DISPONIBILIDADE NO SOLO
Cromo (Cr): 
Quando Cr6+ é adicionado
ao solo, a tendência é de que o mesmo seja reduzido a Cr3+.
Porém, em condições de campo, é possível que haja oxidação do Cr3+ para Cr6+. 
Quase todo Cr6+ no ambiente é resultado de atividades humanas;
Nessa forma, ele é um elemento mais tóxico e móvel no solo;
Cr3+ , mais freqüênte nos tecidos vegetais (CARY, 1990). 
DISPONIBILIDADE NO SOLO
Principais características:
 - Inibição de crescimento; - Inibição de processos metabólicos, como a
 fotossíntese e a síntese de proteínas.
TRABALHO: Acúmulo de cromo e seus efeitos na fixação biológica de nitrogênio e absorção de nutrientes em soja.
Autores: CASTILHOS, Danilo D. et al..
Compete com Mg reduzindo clorofila
Diminui divisão celular.
Cromo (Cr): 
http://www.uenf.br/Uenf/Downloads/PGBB_6650_1245088830.pdf
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DISPONIBILIDADE NO SOLO
Chumbo (Pb): 
Concentração na crosta: 16 mg kg-1;
Faixa para solos: 10 e 30 mg kg-1;
Pérez et al. (1995) reportaram teores de Pb em diversas classes de solos brasileiros variando entre 0,52 e 36,55 mg kg-1;
Em Latossolos, teores entre 24 e 184 mg kg-1 solo foram observados (Pierangeli et al., 2001);
Solo: afinidade para acumular Pb.
Consequência: 
3.916 mg kg-1
135.000 mg kg-1
DISPONIBILIDADE NO SOLO
Concentração limite: 100 mg kg-1 solo.
Faixa de toxidez para plantas: 30 a 300 mg kg-1 na matéria seca. 
Absorção Reduzida pelas plantas; 
Planta em desenvolvimento: tende a se concentrar na raiz.
Produtos agrícolas situam-se entre 0,007 a 8,0 mg.
Preocupação: 
Chumbo (Pb): 
DISPONIBILIDADE NO SOLO
TRABALHO: Bioacumulação de Metais Pesados em Brassica juncea: Relação de Toxicidade com Elementos Essenciais.
AUTORES: Augusto, A. S.; Bertoli, A. C.;* Cannata, M. G.; Carvalho, R.; Bastos, A. R. R. (2014).
50 mg L-1 
100 mg L-1 
Chumbo (Pb): 
50 mg L-1 
100 mg L-1 
FONTES E DISPINIBILIDADE DE METAIS PESADOS NOS SOLOS
Nayara Rose da C. Lopes
OBRIGADA!!