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Biomonitoramento da fitotoxicidade da poluição aérea e da contaminação do solo na região do complexo industrial de Cubatão, São Paulo, utilizando Tibouchina pulchra Cogn. como espécie indicadora (1998)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: DOMINGOS, MARISA - IB
  • Unidades: IB
  • Sigla do Departamento: BIE
  • Subjects: ECOLOGIA
  • Language: Português
  • Abstract: Os poluentes aéreos emitidos pelas indústrias instaladas na região de Cubatão, no Estado de São Paulo, tem afetado, desde a década de 50, grandes porções da Floresta Atlântica que recobre as encostas da Serra do Mar, desde a Baixada Santista até a borda do planalto, em altitude superior a 800 m. A complexidade de poluentes lançados, a topografia acidentada, os movimentos de massa de ar, as condições ambientais peculiares, entre outros fatores, intensificam os efeitos da poluição sobre aquele ecossistema, causando uma rápida diminuição da qualidade do ar e provocando alterações profundas na vegetação e solo nas encostas mais expostas. Impactos ambientais, como os observados na região de Cubatão, podem ser avaliados através de estudos de biomonitoramento, que utilizam reações de certos organismos vivos, denominados bioindicadores, para identificar e/ou caracterizar mudanças induzidas antropogenicamente nas condições ambientais. Várias espécies vegetais têm sido utilizadas como bioindicadoras, cujos indivíduos já podem estar presentes no ambiente, sendo chamados de passivos, ou serem introduzidos no mesmo na forma padronizada, sendo denominados ativos. Estudos de biomonitoramento foram realizados com bastante sucesso por pesquisadores do Instituto de Botânica e das Universidades alemãs de Essen e de Kassel, na região de Cubatão, sendo avaliadas as reações à poluição aérea de várias espécies bioindicadores tradicionalmente utilizadas na Europa e de espécies de origemtropical, incluindo algumas nativas da Floresta Atlântica. No presente trabalho, como parte desses estudos, foram avaliadas as reações apresentadas por indivíduos adultos de Tibouchina pulchra Cogn., espécie arbórea de ocorrência comum na floresta que recobre as encostas da Serra do Mar, preexistentes na região (biomonitoramento passivo), e por indivíduos jovens da espécie introduzidos de forma padronizada nos locais de estudo (biomonitoramento ativo) ) porém utilizando, como substrato, solos contaminados e não contaminados dos próprios locais. O biomonitoramento passivo foi feito em dois períodos, coincidentes com a época de inverno e verão (junho/91 e março/92) e o ativo, ao longo de um ano, através da realização de três experimentos consecutivos com duração de 16 semanas cada (24/08/94 a 07/08/95). Ambos os tipos de biomonitoramento foram conduzidos em um local da Serra do Mar não atingido por poluentes emitidos pelo complexo industrial e em outros dois locais fortemente atingidos, escolhidos em função da natureza das atividades industriais realizadas localmente e conseqüentemente dos tipos e cargas de poluentes emitidos na atmosfera. São eles: - Vale do rio Pilões (RP): área de referência - recebe pouca influência dos poluentes atmosféricos de Cubatão; - Caminho do Mar (CM): antiga estrada que liga o planalto à Baixada Santista - área afetada por altas concentrações de poluentes orgânicos, poluentes secundários e por compostos de enxofre enitrogênio, em função da presença de indústrias petroquímicas ns proximidades; - Vale do rio Mogi (VM): área altamente poluída por materiais particulados, fluoretos e compostos de enxofre e nitrogênio, devido à presença de grande número de indústrias de fertilizantes, cimento e siderúrgicas, entre outras, no local. Paranapiacaba (PP), situada no alto da Serra do Mar, em frente ao vale do rio Mogi, foi estudada como um ponto adicional de amostragem para realização do biomonitoramento passivo. Na atualidade, esse local tem sido atingido principalmente por poluentes secundários. Nos estudos de biomonitoramento passivo, foram selecionados seis indivíduos adultos de T. pulchra, em cada local, dos quais retiraram-se amostras de folhas nos dois períodos mencionados. Essas amostras, após tratamento apropriado, foram submetidas a análises das concentrações de N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu, Al e F e das ) alterações em alguns indicadores bioquímicos de estresse, especialmente aquelas induzidas pelo estresse oxidativo e pela acidificação de fluidos celulares (atividade da peroxidase não específica, conteúdo de ácido ascórbico, acidez do suco celular e capacidade de tamponamento dessa acidez). Foram calculadas, ainda, as razões entre concentrações de macronutrientes. Cada experimento do biomonitoramento ativo consistiu na exposição de plantas jovens envasadas ao ar ambiente do local de referência (RP1) e dos locais poluídos (CM1 e VM1). No RP1, foram expostas 18 plantas,sendo seis cultivadas em solo do próprio local (RP), seis em solo do CM e seis em solo do VM. Nos outros dois locais, foram colocadas seis plantas cultivadas no solo local e seis cultivadas no solo da área de referência. Após cada experimento, as plantas foram analisadas quanto: ao conteúdo foliar dos mesmos elementos químicos, exceto Al; à atividade de peroxidase não específica; ao conteúdo de ácido ascórbico e a diversos parâmetros de crescimento. Os resultados obtidos foram apresentados em três grupos diferentes, aqui denominados sistemas de exposição ou matrizes, quais sejam: sistema de exposição vale do rio Pilões/Caminho do Mar (matriz I); sistema de exposição vale do rio Pilões/vale do rio Mogi (matriz 2) e sistema de exposições às condições de ar e solo do vale dos Pilões, Caminho do Mar e vale do Mogi (matriz 3). Os resultados obtidos no biomonitoramento passivo podem ser assim sintetizados: 1. Enquanto as concentrações foliares de N foram significativamente maiores nas amostras retiradas do VM, os teores de K foram menores em folhas provenientes do VM e PP, em relação aos valores observados nas plantas do RP, diferenças observadas apenas em março/92, para N e em junho/92, para K. Os valores das concentrações foliares de Ca e Mg foram semelhantes nos quatro locais de estudo, em ambos os períodos. Independentemente da época ) de amostragem, os teores de P, Fe e F foram significativamente maiores nas amostras de folhas coletadas no VM do que naquelasprovenientes do RP e do CM. Em Paranapiacaba, também foram obtidos valores mais elevados de Fe e F. Acúmulo significativo de S foi observado apenas em março/92, nas amostras do CM. Nas folhas provenientes do CM, em ambos os períodos de amostragem, as concentrações de Mn foram superiores do que as obtidas nos demais locais. No VM, os teores desse elemento foram também maiores em relação ao RP. 2. Foram evidenciadas alterações significativas no balanço de nutrientes, aqui representado pelas razões entre concentrações foliares de macronutrientes. As plantas que vivem no CM foram as que mostraram mais desarmonias nutricionais estatisticamente comprovadas, entre as estações mais e menos chuvosas. Para as amostras provenientes do VM, coletadas em junho/91, foram estimados os mais altos valores médios de razões entre teores de alguns nutrientes, tais como, P/K, S/K, S/Ca, N/Ca, N/K e P/Ca, demonstrando haver acúmulo do elemento utilizado no numerador da razão e/ou a pobreza daquele utilizado no denominador. 3. Em junho/91, a atividade da peroxidase não específica foi similar em todos os locais de estudo, embora possa ser observada uma tendência de maior atividade dessas enzimas nas amostras provenientes dos locais mais poluídos (CM e VM). O conteúdo de ácido ascórbico nas amostras coletadas no VM, em março/92, foi significativamente inferior ao observado nas amostras do CM. Em ambos os períodos de amostragem, a acidez celular das amostras coletadas no CM foi maior do que adeterminada nas amostras do RP. O índice de capacidade de tamponamento dessa acidez (BCI), no entanto, foi semelhante em todos os locais de estudo. Os resultadod obtidos no biomonitoramento ativo não somente confirmaram os descritos acima como também tornaram mais evidentes as influências negativas dos níveis ) atuais da poluição aérea e do solo alterado ao longo do tempo pelos poluentes atmosféricos nele incorporados. No sistema de exposição vale do rio Pilões/Caminho do Mar (matriz 1), observou-se que: 1. Em indivíduos jovens de T. pulchra plantados em solo de CM e expostos no ambiente do local de referência, foi observada tendência de aumento nos teores foliares de S e F nos três experimentos, demonstrando que o solo do CM foi contaminado com esses poluentes. As concentrações foliares dos demais elementos, assim como as proporções entre os teores de macronutrientes foram predominantemente semelhantes nas plantas crescidas nos solos do RP e CM e colocadas no ambiente do RP. Quando os indivíduos de T. pulchra plantados no solo do RP foram expostos no ambiente do Caminho do Mar, as concentrações foliares de N, P, K, Mg, S, Fe e F aumentaram significativamente em pelo menos um dos experimentos, demonstrando a influência do ar contaminado local sobre os teores dos elementos citados. Nas plantas cultivadas no solo do CM e expostas nesse local também foram observados aumentos significativos similares nos níveis de Mg, S, Fe, Mn e F, embora não tenha sido possívelindividualizar os efeitos do solo e ar contaminados nessas variáveis. Apenas no terceiro experimento, foi verificado um aumento adicional significativo das concentrações foliares de N e Zn nas plantas cultivadas no solo contaminado do CM e expostas nesse próprio local. As desarmonias nutricionais foram mais evidentes no ambiente do CM do que nos experimentos conduzidos no local controle. 2. A atividade da peroxidase não foi significativamente alterada pela influência do solo e/ou ar contaminados do Caminho do Mar. Já o conteúdo de ácido ascórbico foi menor nas plantas em contato com solo e ar do Caminho do Mar, porém em relação às plantas cultivadas em solo do CM e expostas no vale do Pilões, revelando que, quando associados, ambos os tipos de ) poluição podem proporcionar mudanças nos níveis de ácido ascórbico. 3. Plantas em contato apenas com solo do CM não apresentraram alterações nos parâmetros de crescimento avaliados. No ambiente do CM, tanto as mudas crescidas em solo do RP quanto em solo do próprio local, mostraram redução em altura, biomassa de caules+ramos, de raízes e total, apenas no terceiro experimento. Nesse experimento, a porcentagem de contribuição do peso de nutrientes para a biomassa de folhas em plantas cultivadas em solo do local controle e expostas no ambiente do CM foi superior à verificada em plantas expostas no vale do Pilões, significando que, no mesmo período, as plantas no local poluído produziram menor biomassa de folhas emrelação à quantidade de nutrientes consumidos. Esse efeito foi intensificado quando as plantas foram expostas concomitantemente às condições de ar e solo do local. No sistema de exposição vale do Pilões/vale do Mogi (matriz 2), verificou-se que: 1. As folhas das plantas colocadas no RP e plantadas no solo modificado do VM mostraram-se enriquecidas por P, Mn e F e tenderam a apresentar-se empobrecidas em K e Ca. As diferenças nas concentrações foliares de P, K, e Ca foram refletidas nas razões que envolveram tais nutrientes. No ambiente do vale do Mogi, folhas dos indivíduos jovens de T. pulchra, cultivados tanto em solo local como em solo retirado do RP, apresentaram-se mais concentradas em N, P, Mg, Fe, Zn e Cu. As concentrações foliares de S foram também numericamente superiores em relação à situação controle, embora tenha sido comprovadas apenas no terceiro experimento. Para K e Ca, efeitos sinergísticos da poluição aérea e contaminação do solo do vale do Mogi foram evidenciados. Efeitos aditivos do ar e solo contaminados do vale do Mogi foram registrados em relação aos teores de Mn e F. As razões que envolveram as concentrações foliares de N, P, K, Ca e S, mostraram-se alteradas nas ) plantas introduzidas no vale do Mogi, quando são comparadas com as calculadas para as plantas RP/RP1. 2. Não foi detectada nenhuma alteração na atividade das peroxidases e no conteúdo de ácido ascórbico em folhas das plantas cultivadas em solo do VM e introduzidas no ambiente doRP. Nos estudos conduzidos no VM, houve um aumento significativo da atividade das peroxidases nas folhas de indivíduos plantados no solo do local controle e um aumento ainda mais acentuado em plantas submetidas às condições de ar e solo do VM. O nível foliar de ácido ascórbico foi reduzido apenas quando os dois fatores de estresse foram associados. 3. No ambiente não poluído do vale do Pilões, as plantas em contato com o solo do VM apresentaram maiores valores de biomassa de folhas, caules e raízes, resultando em maior biomassa total, possivelmente causados pelo aumento da absorção de nutrientes do solo fertilizado por ação da poluição. Os experimentos conduzidos no VM revelaram que houve, em certos momentos, elevação da biomassa de caules e ramos nas plantas cultivadas no solo do local controle e no daquele local, resultando, também, em valor mais elevado da razão entre a biomassa de caules e biomassa total. Observou-se ainda redução da razão entre biomassa de raízes e biomassa da parte aérea. A razão entre a biomassa de raízes e a biomassa total da planta foi diminuída e o número total de folhas aumentado no tratamento em que ar e solo do VM foram associados, tornando aparente o sinergismo entre ambos os fatores de estresse. As biomassas foliar e radicular, aumentadas no ambiente não poluído, foram reduzidas em plantas em contato com ar e solo contaminados do VM. Nas plantas cultivadas no solo do RP e introduzidas no VM, verificou-se uma elevação significativadas quantidades absolutas de nutrientes em suas folhas. A porcentagem de contribuição dos nutrientes, em termos de peso, para a biomassa foliar também foi maior ) nas plantas mantidas no VM do que naquelas mantidas no RP, independentemente do tipo de solo utilizado como substrato, observando-se uma menor produção de biomassa foliar em relação à quantidade de nutrientes disponíveis. A comparação dos resultados obtidos para plantas jovens submetidas às condições de ar e solo de cada local (matriz 3), simulando a situação observada em cada um, revelou que: 1. As concentrações foliares de N, P, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu e F, em pelo menos um experimento, foram significativamente superiores e as de Ca inferiores nas plantas em contato com ar e solo do VM, quando confrontadas com as obtidas em plantas expostas às condições do local de referência. Quando em contato com a situação de ar e solo do CM, em relação ao verificado no local controle, as folhas de T. pulchra apresentaram-s mais concentradas em N, P, Mg, Fe, Mn e Zn apenas no experimento 1 e em S nos experimentos 1 e 3. O enriquecimento foliar de certos nutrientes (N, S e P) e o empobrecimento de outros (Ca e K), em plantas sujeitas à situação de ar e solo do VM, geraram desarmonias nutricionais. Sob as condições de ar e solo do CM, os valores das razões que envolveram as concentrações foliares de N, K, Ca e S foram modificadas. 2. A atividade das peroxidases apenas tendeu a ser superior nas folhas das plantas dostratamentos VM/VM1 e CM/CM1. O conteúdo foliar de ácido ascórbico, foi menor nas mudas da espécie em contato com ar e solo alterados do VM. 3. O incremento em altura e em número total de folhas, a proporção entre biomassa de caules e ramos/biomassa total, as quantidades foliares absolutas de nutrientes e a proporção entre tais quantidades e a biomassa foliar, em pelo menos dois dos experimentos, foram maiores e a razão entre raízes e parte aérea, em todos os experimentos, foi menor nas plantas em contato com ar e solo contaminados do VM. Nas plantas em contato com ar e solo do CM, em todos os ) períodos de estudo, houve uma significativa redução no incremento em altura, tanto em relação ao tratamento controle quanto à situação encontrada no vale do Mogi. No terceiro experimento, a biomassa de raízes foi menor e a porcentagem de contribuição dos nutrientes para a biomassa foliar total e a biomassa foliar foram maiores nessas plantas, em relação ao controle. Os resultados obtidos demonstraram que T. pulchra, apesar de apresentar sérias alterações químicas, bioquímicas e de crescimento, consegue sobreviver às condições estressantes do Caminho do Mar e do vale do rio Mogi, podendo ser considerada uma espécie relativamente tolerante à poluição ambiental e com características adequadas para estudos de biomonitoramento. A partir das mudanças detectadas em T. pulchra, pode-se supor que os trechos da Floresta Atlântica situados nas proximidades do Caminho doMar e no vale do Mogi ainda estão submetidos à situação de estresse causado pela poluição aérea. As alterações induzidas no solo pela poluição deverão continuar a causar efeitos residuais negativos sobre as plantas da floresta, especialmente no vale do Mogi, mesmo que a emissão de poluentes no ar venha a ser plenamente controlada
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 17.06.1998

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    • ABNT

      DOMINGOS, Marisa; DELITTI, Welington Braz Carvalho. Biomonitoramento da fitotoxicidade da poluição aérea e da contaminação do solo na região do complexo industrial de Cubatão, São Paulo, utilizando Tibouchina pulchra Cogn. como espécie indicadora. 1998.Universidade de São Paulo, São Paulo, 1998.
    • APA

      Domingos, M., & Delitti, W. B. C. (1998). Biomonitoramento da fitotoxicidade da poluição aérea e da contaminação do solo na região do complexo industrial de Cubatão, São Paulo, utilizando Tibouchina pulchra Cogn. como espécie indicadora. Universidade de São Paulo, São Paulo.
    • NLM

      Domingos M, Delitti WBC. Biomonitoramento da fitotoxicidade da poluição aérea e da contaminação do solo na região do complexo industrial de Cubatão, São Paulo, utilizando Tibouchina pulchra Cogn. como espécie indicadora. 1998 ;
    • Vancouver

      Domingos M, Delitti WBC. Biomonitoramento da fitotoxicidade da poluição aérea e da contaminação do solo na região do complexo industrial de Cubatão, São Paulo, utilizando Tibouchina pulchra Cogn. como espécie indicadora. 1998 ;


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