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Título: Fitorremediação de bário em ambiente alagado: alterações eletroquímicas, redução de barita e dinâmica de absorção e translocação em macrófitas
Autor(es): Ferreira, Amanda Duim
Orientador: Pires, Fábio Ribeiro
Coorientador: Egreja Filho, Fernando Barboza
Bonomo, Robson
Data do documento: 1-Fev-2019
Citação: FERREIRA, Amanda Duim. Fitorremediação de bário em ambiente alagado: alterações eletroquímicas, redução de barita e dinâmica de absorção e translocação em macrófitas. 2019. 58 f. Dissertação (Mestrado em Agricultura Tropical) - Programa de Pós-Graduação em Agricultura Tropical, Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo, 2019.
Resumo: Macrófitas plantas são amplamente utilizadas no tratamento de águas residuárias e possuem grande potencial para remediação de solos alagados, considerando-se que desenvolveram mecanismos para sobreviverem em ambientes anóxicos. A perda radial de oxigênio é um destes mecanismos que pode influenciar o equilíbrio redox da matriz do solo e de elementos potencialmente tóxicos, podendo afetar a absorção desses últimos pelas plantas. Muitas técnicas têm sido propostas para aumentar a fitoextração de metais por macrófitas, no entanto, o conhecimento de períodos de máxima absorção e translocação é essencial e é uma lacuna no gerenciamento da fitorremediação. O sulfato de bário, devido a sua baixa solubilidade, possui baixo grau de toxicidade. Porém, em condições anóxicas é reduzido a sulfeto e o bário pode ser disponibilizado à toda a cadeia trófica, gerando riscos. Para avaliar as relações solo-planta durante a fitorremediação de bário a partir de solos alagados, dois experimentos foram conduzidos. No primeiro experimento objetivou-se acompanhar o processo de redução do sulfato de bário e a disponibilização do Ba de forma a determinar a influência de duas espécies de macrófitas (Thypa domingensis e Eleocharis acutangula) nas alterações eletroquímicas ocorridas durante o alagamento dos solos. O sulfato de bário foi parcialmente reduzido em todos os tratamentos. Diferenças eletroquímicas foram observadas entre os solos vegetados com T. domingensis e E. acutangula, sendo que condições redutoras mais fortes (pH maior e Eh menor) no solo vegetado com E. acutangula não resultaram em maior acúmulo de Ba por esta espécie. Diferenças entre T. domingensis e E. acutangula, como menor proporção entre raízes avermelhadas e não avermelhada e a presença de estolões que também podem acumular Ba, e as alterações eletroquímicas ocorridas no solo vegetado por T. domingensis (maior oxidação da rizosfera no solo vegetado, o que resultou em menor pH do solo e menor adsorção de Ba às placas de ferro) resultaram em maior extração de Ba por esta espécie. No segundo experimento objetivou-se avaliar a absorção e translocação de Ba ao longo do tempo por E. acutangula, utilizando-se uma fonte solúvel de bário, o cloreto de bário, de forma a simular a redução completa do sulfato à sulfeto. As maiores taxas de translocação foram observadas após 105 dias de cultivo, quando as plantas atingiram um estado de hiperacumulação. O acúmulo máximo de bário ocorreu na parte aérea das plantas aos 105 dias e nas raízes aos 120 e 180 dias. Após 120 dias de cultivo, o acúmulo nas raízes manteve um alto coeficiente de remoção de Ba do solo para a planta. Aos 180 dias o bário disponível no solo foi esgotado devido a esta alta taxa de remoção pelas raízes.
Macrophytes are plants widely used in the treatment of wastewater and have great potential for remediation of flooded soils due to their capacity to thrive in anoxic environments. The radial loss of oxygen is one of the mechanisms that can influence the redox balance of the soil matrix and of the potential toxicity of elements and absorption by plants. Many techniques have been proposed to increase the phytoextraction of metals by macrophytes, however, knowing the timing for the maximum absorption and translocation is essential for phytoremediation management. Barium sulfate has a low degree of toxicity, due to the low solubility. However, under anoxic conditions barium can be reduced to sulphide and be available to the entire trophic chain, with concerning health and environmental risks. To evaluate soil-plant interactions during phytoremediation of barium from flooded soils, two experiments were conducted. In the first experiment, we aimed to assess the reduction of barium sulfate and the availability of Ba in order to determine the influence of two species of macrophytes (Thypa domingensis and Eleocharis acutangula) on the electrochemical changes occurring during soil flooding. We found that barium sulfate was partially reduced in all treatments. Electrochemical differences were observed between soils containing T. domingensis and E. acutangula.The stronger reducing conditions (higher pH and lower Eh) in the soil vegetated with E. acutangula did not result in a higher accumulation of Ba by this species. There are many reasons for the higher accumulation of Ba in T. domingensis than in E. acutangula: a lower proportion between reddish and nonreddish roots, the presence of stolons that can also accumulate Ba and the electrochemical changes occurring in the soil vegetated by T. domingensis (greater xii oxidation of rhizosphere in vegetated soil, which resulted in lower soil pH and lower Ba adsorption to iron plaques). In the second experiment we evaluated the absorption and translocation of Ba over time by E. acutangula, using a soluble source of barium chloride, in order to simulate that all the barium sulfate had been reduced. The highest translocation rates were observed after 105 days of cultivation when the plants reached a state of hyperaccumulation. The maximum barium accumulation occurred in the aerial parts of the plants at 105 days and in the roots at 120 and 180 days. After 120 days of cultivation, the accumulation in the roots maintained a high coefficient of removal of Ba from the soil to the plant. At 180 days the barium available in the soil was depleted due to this high rate of removal by the roots.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10819
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