Substrato a base de rejeito de mineração de cobre na produção de ipê-branco

 

Cooper mining tailings substrate in the production of white ipe

 

Sustrato alternativo en la producción de ipé-blanco

 

Anna Gabriela Rocha Arruda1, Denilson da Silva Costa2, Louis Dostoievsky Gomes Tabosa3,

José Ronaldo Medeiros Costa4, Ângelo Kidelman Dantas de Oliveira5, Fernando Kidelmar Dantas de Oliveira6

 

1Engenheira de Minas e Meio Ambiente, Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, Marabá, Pará, +5594981167385, arruda.annagabriela@gmail.com" arruda.annagabriela@gmail.com. 2Doutor, Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, Marabá, Pará, denilson@unifesspa.edu.br. 3Mestre, Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, Marabá, Pará, louis.tabosa@unifesspa.edu.br. 4Doutor, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco, Barreiros, Pernambuco, ronaldo.costa@barreiros.ifpe.edu.br. 5Pós-Doutor, Universidade Federal de Campina Grande, Cuité, Paraíba, kidelman3@hotmail.com. 6Doutor, Universidade Federal de Campina Grande, Cuité, Paraíba, kidelmar@ufcg.edu.br.

 

Recebido: 19/05/2020; Aprovado: 08/12/2020

 

Resumo: Um dos principais metais explorados no mundo é o cobre (Cu), um elemento nativo, que dificilmente é encontrado puro na natureza. A lavra e beneficiamento do cobre geram debates ambientais devido à formação de agentes poluidores nas áreas de concentração, fundição e refino, além dos impactos negativos na vegetação e topografia da área minerada. Este trabalho teve como objetivo investigar o desempenho morfométrico inicial do ipê-branco (Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith) em substrato composto por rejeito de mineração de cobre e percentuais crescentes de matéria orgânica, bem como, avaliar seu potencial fitorremediador e o Índice de Qualidade de Dickson (IQD). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, onde se coletou dados morfométricos dos tratamentos referentes à altura, diâmetro do caule e número de folhas da espécie vegetal que posteriormente foram submetidos à análise estatística e ao IQD, além dos cálculos relacionados ao índice e fator de translocação do cobre na planta e sua capacidade fitoextratora. A fitomassa compartimentalizada em raízes e parte aérea foi coletada, colocada em estufa, moída e enviada ao laboratório para as devidas avaliações do metal cobre nos compartimentos da espécie vegetal, além da avaliação química do substrato. Concluiu-se que o ipê-branco possui potencial fitoestabilizador do elemento cobre proveniente de rejeito de mineração, bem como atingiu um IQD satisfatório no tratamento composto por 90% de rejeito de mineração e 10% de matéria orgânica.

 

Palavras-chave: Produção de plantas; Fitorremediação; Fitoestabilização; Metal pesado; Desempenho morfométrico.

 

Abstract: One of the main metals explored in the world is copper (Cu), a native element, which is rarely found pure in nature. The mining and processing of copper generates environmental debates due to the generation of polluting agents in the areas of concentration, smelting and refining, in addition to the negative impacts imposed on the vegetation and topography of the mined area. The study aimed to investigate the initial morphometric performance of the white ipe (Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith) in a substrate composed of copper mining tailings and increasing percentages of organic matter, evaluate its phytoremediator potential and the Dickson’s Quality Index (IQD). The experimental design was the entirely randomized one. Morphometric data of the treatment were collected regarding height, stem diameter and number of leaves of the plant species where they were later submitted to statistical and IQD analysis, in addition to calculations related to the index and translocation factor of copper in the plant and its phytoextracting capacity. The phytomass compartmentalized in roots and aerial part was collected, placed in a drying oven, ground and sent to the laboratory for the proper evaluation of the copper metal in the compartments of the plant species, in addition to the chemical evaluation of the substrate. It was concluded that white ipe has the potential to phytostabilize the copper element coming from mining tailings, as well as achieving a satisfactory IQD in treatment composed of 90% of mining tailings and 10% of organic matter.

 
Key words: Plant production; Phytoremediation; Phytostabilization; Heavy metal; Morphometric performance.

 

Resumen: Uno de los principales metales explotados en el mundo es el cobre (Cu), un elemento natural, que difícilmente se encuentra puro en la naturaleza. La labranza y beneficiamiento del cobre generan debates ambientales debido a la formación de agentes contaminantes en las áreas de concentración, fundición y refino, además de los impactos negativos en la vegetación y topografía del área minerada. El objetivo de este trabajo fue investigar el rendimiento morfométrico inicial del ipé-blanco (Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith) utilizando como sustrato compuesto de relaves de cobre y diferentes concentraciones de materia orgánica para evaluar su potencial de fitorremediación, como también su Índice de Calidad Dickson (ICD). El diseño experimental fue completamente al azar, donde los datos morfométricos de los tratamientos relacionados con altura, diámetro del tallo y número de hojas de las plantas fueron tomados y posteriormente sometidos a análisis estadísticos y al ICD, además de estos, fueron analizados los cálculos relacionados con el factor de translocación del cobre en la planta y su capacidad fitoextractora. La biomasa compartida entre las raíces y la parte aérea fue colectada, procesada en el laboratorio (deshidratada y molida), y enviada para análisis del contenido de cobre en los tejidos vegetales a un laboratorio especializado, además del análisis químico del sustrato. Se concluyó que la planta ipé-blanco presenta un potencial fitoestabilizador respecto al elemento cobre encontrado en los relaves de mineración, además de alcanzar un ICD satisfactorio en el tratamiento compuesto por un 90% de relaves y un 10% de materia orgánica.

 
Palabras clave: Producción de plantas; Fitorremediación; Fitoestabilización; Metal pesado; Rendimiento morfométrico.

 

INTRODUÇÃO

 

De acordo com o Instituto Brasileiro de Mineração (IBRAM, 2016) a atividade minerária engloba o aproveitamento de recursos minerais, do solo e subsolo, se diferenciando dos outros setores produtivos à medida que provem as matérias-primas para as demais indústrias, além de ocasionar a geração de resíduos sólidos, também denominados no meio mineral de rejeitos. Após a Revolução Industrial, estes rejeitos minerais tiveram um aumento significativo devido o avanço tecnológico, o que proporcionaram uma maior degradação ambiental em função da disposição destes em barragens.

Um dos principais metais explorados no mundo é o cobre (Cu), um elemento nativo, que dificilmente é encontrado puro na natureza, ocorrendo em associações com outros elementos químicos, em diferentes combinações, estruturas e proporções, gerando diferentes minerais. A lavra e beneficiamento do cobre geram debates ambientais devido à produção de agentes poluidores nas áreas de concentração, fundição e refino, além dos impactos negativos na vegetação e topografia da área minerada segundo a Agência Nacional de Mineração (ANM, 2020).

A busca de opções de reaproveitamento dos rejeitos provenientes da mineração gerou e vem gerando diferentes estudos de reutilização desses materiais. Uma das alternativas de reuso é o emprego do rejeito como substrato a ser descontaminado por meio da biorremediação, denominada assim por empregar organismos vivos, microrganismos ou plantas, para a descontaminação de solos ou água (COUTINHO; BARBOSA, 2007).

Uma vertente da biorremediação é a fitorremediação. Segundo Anselmo e Jones (2005) a fitorremediação é uma técnica que utiliza plantas como o agente de descontaminação do solo e da água, possuindo relevância essencialmente por apresentar potencial para tratamento in situ e por ser economicamente viável. Ademais, após a extração de contaminantes e metais do solo, as plantas os armazenam em seus tecidos, o que concede a possibilidade de um tratamento posterior, ou permite a metabolização, podendo transformá-los em produtos de menor toxidade ou inofensivos, ainda de acordo com os autores supracitados.

O território brasileiro, além de ser rico no aspecto mineral, também possui uma vasta riqueza em sua flora, o que torna apto o emprego da fitorremediação como agente descontaminador de solos e águas, apesar do fato desta técnica não ser muito conhecida, a fitorremediação está crescendo no meio científico (SILVA et al., 2015), sendo uma das técnicas usadas para limpeza de áreas degradadas mais viáveis no quesito econômico em função de sua eficiência, que segundo Lamego e Vidal (2007), é o uso de vegetais e microrganismos para degradar, extrair, conter ou imobilizar poluentes em meio solido, líquido ou gasoso a níveis seguros e compatíveis à saúde humana, ou Andrade et al. (2007), que conceituam de forma resumida, que a fitorremediação é o uso de plantas e seus microrganismos associados, ao tratamento de solo, água ou ar contaminados e, para Oliveira et al. (2006), é o processo que utiliza as plantas como agentes de purificação de ambientes aquáticos ou terrestres, contaminados ou poluídos pelo depósito de substâncias inorgânicas como elementos químicos e rejeitos de minério.

Com isso, o uso da revegetação, na qual são plantadas determinadas espécies tem por objetivo remover, transferir, estabilizar ou destruir elementos nocivos que, de acordo com Estrela et al. (2018), esta é uma tecnologia emergente e de baixo custo que pode mitigar a contaminação por metais pesados.

O emprego de espécies vegetais arbóreas na fitorremediação chama atenção no meio científico. Uma das espécies originárias do Brasil é o ipê-branco (Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandwith), com caráter ornamental e de beleza exuberante é bastante empregada em paisagismos e arborização de ruas (MACEDO, 2011). É utilizada, também, em reflorestamentos de terrenos secos e pedregosos, ajudando na recomposição da vegetação (LORENZI, 2002).

O objetivo geral da pesquisa foi investigar o desempenho morfométrico inicial do ipê-branco em substrato composto por rejeito de mineração de cobre e percentuais crescentes de matéria orgânica, e os específicos foram o de encontrar o Índice de Qualidade de Dickson (IQD) e avaliar o potencial fitorremediador da espécie, por meio do índice e fator de translocação e capacidade de extração.

 

MATERIAL E MÉTODOS

 

         Este experimento foi realizado no período de setembro de 2018 a janeiro de 2019, cuja instalação do mesmo foi conduzido na casa de vegetação administrada pela Faculdade de Engenharia de Minas e Meio Ambiente (FEMMA) na Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará (UNIFESSPA), Marabá, Pará, na região Sudeste do estado, localizada na Latitude -5.36997 e Longitude -49.1169 com altitude de 84 m. Segundo Raiol (2010) o clima do município de Marabá caracteriza-se como toropical, quente e úmido, apresentando temperaturas médias mensais entre 22,9 ºC e 32 ºC, com média anual de 26 ºC, a umidade relativa do ar varia de 73% a 93% e a precipitação anual fica em torno 1.976 mm. O período mais chuvoso se inicia em janeiro e termina em março, e o mais seco vai de julho a setembro. De acordo com a classificação climática de Köppen-Geiger a climatologia do município de Marabá é Afi (clima das florestas pluviais, com chuvas abundantes e bem distribuídas), segundo Almeida (2007).

Como substrato foi utilizado rejeito de barragem de cobre e matéria orgânica (esterco bovino). O rejeito de cobre foi proveniente da empresa Vale S.A., localizada no município de Canaã dos Carajás-PA. As amostras dos constituintes do substrato apresentaram a seguinte composição química: rejeito de cobre: pH em H20= 8,6; Cu=190 mg mg dm-3; esterco bovino: pH em CaCl2= 5,7; EC= 3,3 dS m-1; CTC= 380 mmol kg-1; Matéria Orgânica Total= 34, 46%; N= 0,62%; P2O5= 0,29%; K= 1,2%; S= 0,37%; Ca= 0,48%; Mg= 0,26%; Fe= 0,17 mg dm-3; Zn= 38,7 mg dm-3; Cu= 8 mg dm-3; Mn= 103,3 mg dm-3 e B= 5,7 mg dm-3.

O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado (DIC), constituído de cinco tratamentos (T) e cinco repetições, sendo as parcelas experimentais compostas de cinco tubetes (400 g), distribuídos em 5 bandejas de 25 tubetes cada uma, resultando em 125 amostras, com diferentes proporções de matéria orgânica e rejeito de cobre. Os tratamentos foram representados por T1= 400 g de rejeito de cobre (100%) + 0 g de esterco bovino (EB) (0,0%); T2= 390 g de rejeito de cobre (97,5%) + 10 g de EB (2,5%); T3= 380 g de rejeito de cobre (95,0%) + 20 g de EB (5%); T4= 370 g de rejeito de cobre (92,5%) + 30 g de EB (7,5%) e T5= 360 g de rejeito de cobre (90%) + 40 g de EB (10%).

As sementes de ipê-branco foram provenientes de matrizes localizadas na Unidade II da UNIFESSPA, Marabá-PA. O substrato foi pesado, depositado nos tubetes e estes foram incubados, com auxílio de lona plástica, por um período de 15 dias antes do semeio. Passado o período de incubação, se realizou o semeio e aos 10 dias deste, foi realizado o desbaste mantendo a planta mais vigorosa. Para garantir a germinação o experimento foi irrigado diariamente no período da manhã, se mantendo este procedimento durante todo o ensaio.

Foram realizadas avaliações morfométricas em 20, 40, 60 e 80 dias após o semeio. As variáveis avaliadas foram altura de planta, diâmetro do caule e número de folhas, cujas medidas de altura foram realizadas com auxílio de uma régua de 30 cm, o diâmetro do caule foi mensurado com paquímetro digital 6” 150 mm aço inox 01,0004 Zaas e a contagem de folhas foi realizada de forma direta contabilizando as unidades desenvolvidas durante a experimentação.

Aos 80 dias foi realizada a coleta final e secção das partes aéreas e radiculares das plantas. Cada compartimento vegetal foi colocado em sacos de papel de acordo com os seus tratamentos e encaminhados ao laboratório para análise. Após estes procedimentos, as amostras de fitomassa e substrato foram levados para estufa a 70 ºC por 72 h, após atingirem peso constante, compondo assim a fitomassa seca, que posteriormente foi enviada ao laboratório para análises de macro e micronutrientes.

Na avaliação do crescimento das mudas utilizou-se o Índice de Qualidade de Dickson (IQD) (DICKSON et al., 1960), abaixo na equação 1 (Eq. 1), sendo utilizados os seguintes parâmetros: peso da fitomassa total (PMST), peso da fitomassa da parte aérea (PMSPA) e da fitomassa radicular (PMSR) em g, diâmetro do caule (DC) em mm e altura da planta (H).

 

                      Equação 1.

 

Para identificar a capacidade das plantas de translocar metais pesados nos compartimentos aéreos e radiculares foi utilizado o Índice e Fator de Translocação e Coeficiente de Extração, cujo Abichequer e Bohnen (1998) sugere a equação seguinte (Eq. 2), para calcular o Índice de Translocação (IT).

 

          Equação 2.

 

 

O cálculo do Fator de Translocação (FT) (Eq. 3) deriva da equação 2, é um fator importante na fitorremediação, pois designa a habilidade da planta de translocar o metal da raiz para a parte aérea (MARCHIOL et al., 2004).

 

                  Equação 3.

 

O Coeficiente de Extração (CE) (Eq. 4) descreve a capacidade da planta de retirar metal do solo em percentagem e é calculada de acordo com a equação 4 (KUMAR et al., 1995).

 

         Equação 4.

 

         Após a análise preliminar em relação à normalidade dos dados, estes foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a α ≤ 0,05, utilizando o software Sisvar 5.6 Build 90 (FERREIRA, 2014). Foram realizadas análises de regressão.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

 

Durante o crescimento das espécies nos primeiros 20 dias após o semeio (Tabela 1) não foram observadas variações significativas em relação aos dados morfométricos referentes à altura, diâmetro e número de folhas, como indica a comparação de médias.

Aos 40 dias do semeio ocorreram variações estatísticas referentes à altura e número de folhas dos tratamentos, em contrapartida, os dados de diâmetro do caule mostraram-se estatisticamente semelhantes. Do mesmo modo, aos 60 dias de cultivo da espécie, tanto a altura como o número de folhas apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos, onde os tratamentos T4 e T5 foram os que apresentaram melhor crescimento. Enquanto que, o diâmetro não diferiu estatisticamente. Transcorridos o tempo estimado de avaliações (80 dias), verificou-se que os tratamentos T4 e T5 possuem dados estatisticamente semelhantes em relação à altura e diâmetro, porém quanto ao número de folhas o tratamento T5 possui maior valor desta variável (Tabela 1).

 

Tabela 1. Dados médios referentes à altura (cm), diâmetro do caule (mm) e número de folhas (unidade) aos 20, 40, 60 e 80 dias de Tabebuia roseo-alba cultivadas em substrato com rejeito de mineração de cobre e percentuais crescentes de matéria orgânica.

20 dias

Tratamentos

Altura (cm)

Diâmetro (mm)

Número de Folhas

T1

2,22 a

1,27 a

2,00 a

T2

3,01 a

1,20 a

2,00 a

T3

2,81 a

1,16 a

2,00 a

T4

2,70 a

1,19 a

2,00 a

T5

2,98 a

1,06 a

2,20 a

CV (%)

25,56

19,19

9,80

40 dias

Tratamentos

Altura (cm)

Diâmetro (mm)

Número de Folhas

T1

3,79 a

1,59 a

2,50 a

T2

4,33 ab

1,67 a

3,24 ab

T3

4,60 ab

1,72 a

3,24 ab

T4

5,19 ab

1,76 a

4,00 b

T5

5,30 b

1,83 a

4,11 b

CV (%)

16,11

9,55

14,37

60 dias

Tratamentos

Altura (cm)

Diâmetro (mm)

Número de Folhas

T1

4,34 a

2,03 a

2,85 a

T2

5,34 a

2,11 a

4,19 b

T3

5,77 a

2,19 a

4,96 bc

T4

7,31 b

2,40 a

5,82 cd

T5

8,14 b

2,35 a

6,55 d

CV (%)

12,99

11,69

11,89

80 dias

Tratamentos

Altura (cm)

Diâmetro (mm)

Número de Folhas

T1

4,34 a

2,04 a

2,85 a

T2

6,34 ab

2,18 a

5,95 b

T3

7,14 ab

2,41 ab

6,66 bc

T4

9,64 bc

2,81 bc

7,70 c

T5

12,08 c

3,15 c

8,78 d

CV (%)

27,52

13,10

10,16

T1= 400 g de rejeito de cobre (100%) + 0 g de esterco bovino (EB) (0,0%); T2= 390 g de rejeito de cobre (97,5%) + 10 g de EB (2,5%); T3= 380 g de rejeito de cobre (95,0%) + 20 g de EB (5%); T4= 370 g de rejeito de cobre (92,5%) + 30 g de EB (7,5%) e T5= 360 g de rejeito de cobre (90%) + 40 g de EB (10%). CV = Coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (α ≤ 0,05).

 

Segundo estudos de Silva et al. (2010), o excesso de cobre no solo reduziu o crescimento das mudas de canafístula (Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.) uma árvore de médio a grande porte com diâmetro do caule semelhante aos valores recorrentes em indivíduos de ipê-branco. Este menor crescimento de espécies em solo rico em cobre também pode ser observado nos tratamentos T1, T2 e T3, onde, estatisticamente, os valores de altura, diâmetro do caule e número de folhas aos 80 dias de cultivo são semelhantes

Segundo a equação e o gráfico de regressão linear (Figura 1), referentes às médias de altura de plantas de todos os tratamentos e a quantidade de cobre no substrato, observa-se que quanto maior os valores quantitativos de cobre menor a altura das mesmas, visto que as plantas que apresentaram menor altura também continham menores quantidades de esterco bovino no solo e maiores quantidades de cobre na parte radicular.

Segundo Zampieri (2010) que estudou o comportamento morfométrico de plantas da espécie de Aechmea blanchetiana (Baker) L.B. Smith com diferentes concentrações de cobre no substrato, observou que ocorreram reduções consideráveis em altura das plantas após 16 semanas (120 dias) de cultivo, obtendo as menores alturas as plantas que continham as maiores quantidades de cobre no substrato. Dados estes que corroboram com os resultados deste trabalho aos 80 dias de cultivo, final do período de observação do ensaio em questão, onde o comportamento do ipê-branco na maior concentração de cobre obteve o menor crescimento das plantas (Figura 1).

 

Figura 1. Altura das plantas de Tabebuia roseo-alba aos 80 dias de cultivo em percentuais crescentes de rejeito de cobre no substrato.

 

Trabalho semelhante realizado por Silva et al. (2016) observaram que as concentrações crescentes de cobre (0, 60, 120, 180, 240 e 300 mg dm־3) no solo interferiram negativamente e com maior intensidade no crescimento e qualidade das mudas de pata-de-vaca (Bauhinia forficata Link.) e carne-de-vaca (Pterogyne nitens Tul.) em relação à timbaúva (Enterolobium contortisiliquum Vell.). Estes resultados reforçam o dito anteriormente que, a maior concentração de cobre no substrato, menor é o desenvolvimento das plantas de ipê-branco, diminuindo seu crescimento de maneira significativa com 100% de rejeito de cobre (190 mg dm-3), cujo as mesmas cresceram apenas 4,34 cm de altura (T1), aumentando para 12,08 cm quando essa concentração diminuiu para 90% de rejeito de cobre mais 10% de matéria orgânica (T5). Relacionando os valores em crescimento das plantas do estudo feito por Silva et al. (2016), referentes aos 80 dias de cultivo das 3 espécies, percebe-se que a espécie Pterogyne nitens apresentou dados semelhantes ao tratamento T1 do ipê-branco no mesmo período, uma vez que com a concentração de 180 mg.dm-3 aos 80 dias, esta apresentou um valor médio em altura de 5,44 cm, enquanto a Bauhinia forficata e a Enterolobium contortisiliquum atingiram valores em altura de 7,58 cm e 8,24 cm, respectivamente.

Mota et al. (2018), analisaram a capacidade de remediação da planta Talinum paniculatum (Jacq.) em solo contaminado com cobre (0; 40; 80; 120 e 160 mg dm-3) onde não foram observadas diferenças significativas para as variáveis analisadas no período de 63 dias de cultivo das medidas morfométricas: diâmetro, número de folhas e altura. No mesmo período de cultivo com o ipê-branco e concentração de 190 mg dm-3 de cobre no substrato (tratamento T1), e nos demais tratamentos ensaiados estes não foram responsivos em relação ao diâmetro do caule, porém em relação à altura e número de folhas apareceram diferenças significativas, uma vez que os tratamentos T4 e T5 apresentaram os melhores resultados em relação aos demais. Resultado esse que diverge aos encontrados pelos autores supracitados, o que nos leva a crer que poderia estar relacionado com a espécie de planta ensaiada, haja vista, que nem todas as espécies respondem igualmente a um estresse ou estímulo induzido.

O valor referente ao diâmetro médio do caule das plantas só passou a apresentar diferenças significativas com o passar dos dias, onde aos 80 dias de cultivo (Figura 2) todos os tratamentos mostraram-se mais satisfatórias em relação à equação de regressão linear, apresentando valores razoáveis em relação ao crescimento das plantas estudadas, onde quanto maior o percentual de rejeito de cobre no substrato, como no tratamento T1, menor o diâmetro do caule, este aumentando em função da diminuição do rejeito no substrato e o aumento da matéria orgânica, como se pode observar no tratamento T5 que se diferencia dos demais de forma significativa, ainda que seja semelhante ao T4 (Tabela 1). Esses resultados diferem dos encontrados por Mota et al. (2018), porém há que levar em consideração que, como nos referimos anteriormente, pode haver sido em função do período estudado. O autor supracitado analisou seus dados aos 63 dias e estes foram aos 80 dias de cultivo.

 

Figura 2. Diâmetro das plantas de Tabebuia roseo-alba aos 80 dias de cultivo em percentuais crescentes de rejeito de cobre no substrato.

 

O crescimento de folhas (Figura 3) no experimento está relacionado com a quantidade de cobre no substrato e na planta, visto que as espécies com maiores números de folhas cresceram em solo com maiores quantidades de esterco bovino e menores quantidades de cobre nos seguimentos aéreos e radiculares.

 

Figura 3. Número médio de folhas das plantas de Tabebuia roseo-alba aos 80 dias de cultivo em percentuais crescentes de rejeito de cobre no substrato.

 

Os números de folhas que se observou neste ensaio com o ipê-branco pode ser comparado aos encontrados por Oliveira (2018) que estudando o comportamento das espécies Schizolobium amazonicum, Leucaena leucocephala e Azadirachta indica em substrato com 200 mg dm-³ de cobre obteve valores de número de folhas próximos de 4,5, 4,6 e 6 unidades, respectivamente, em 60 dias de cultivo, enquanto que, neste mesmo período, o número de folhas desenvolvidas pelo ipê-branco variaram de 2,85 unidades, para o tratamento T1, a 6,55 unidades, para o tratamento T5, com apenas 10% de matéria orgânica no substrato, confirmando que a mistura de matéria orgânica com o substrato a base de rejeito de cobre, favorece o crescimento das plantas, haja vista que o número de folhas triplicou. Essa resposta positiva pode ser corroborada aos 80 dias de cultivo, onde o número de folhas em substrato com 10% de matéria orgânica obteve 8,78 unidades de folhas, resultado que pode ser comparado aos encontrados por Marques et al. (2004), que investigando o desenvolvimento da espécie Schizolobium amazonicum em substrato orgânico, puderam constatar que aos 90 dias de cultivo, a espécie em questão obteve valor médio para número de folhas igual a 8 unidades, reforçando a ideia de que a utilização de matéria orgânico no substrato, mesmo composto por rejeito de metais como o ensaiado neste trabalho, pode ser viável.

Em geral, observou-se que o crescimento do ipê-branco não apresentou anormalidades durante o período de 80 dias de cultivo. Os seus dados morfométricos (altura, diâmetro do caule e número de folhas) aumentaram proporcionalmente ao uso de matéria orgânica no substrato.

Em relação às características químicas do substrato com rejeito de mineração de cobre e percentuais crescentes de esterco bovino, os valores de Cu e Fe foram elevados, além de valores considerados altos em relação à quantidade de Mn e K (Tabela 2).


 

Tabela 2. Atributos químicos do substrato composto com rejeito de cobre e percentuais crescentes de matéria orgânica nos tratamentos com Tabebuia roseo-alba, aos 80 dias.

Atributos

Unidade

T1

T2

T3

T4

T5

K

mg dm-3

280

240

210

210

210

Fe

mg dm-3

579

581

528

546

535

Zn

mg dm-3

2,2

1,7

2,9

2,8

4,3

Cu

mg dm-3

54

37,5

36

33

30

Mn

mg dm-3

110

112

117

107

121

pH em H2O

-

8,4

8,2

8,0

7,9

7,9

T1= 400 g de rejeito de cobre (100%) + 0 g de esterco bovino (EB) (0,0%); T2= 390 g de rejeito de cobre (97,5%) + 10 g de EB (2,5%); T3= 380 g de rejeito de cobre (95,0%) + 20 g de EB (5%); T4= 370 g de rejeito de cobre (92,5%) + 30 g de EB (7,5%) e T5= 360 g de rejeito de cobre (90%) + 40 g de EB (10%).

 

Nos compartimentos (parte aérea e radicular) das plantas referentes a cada tratamento, de acordo com as análises químicas relacionadas à quantidade de cobre presente (Tabela 3), verifica-se que as maiores quantidades de cobre se encontram nos tratamentos com menores quantidades de esterco bovino. Nota-se que os valores encontrados nos compartimentos radiculares das plantas são maiores que os das partes aéreas. Segundo Oliveira (2018) espécies de plantas com quantidades superiores de metais em suas raízes são denominadas espécies fitoestabilizadoras ou que possam indicar este mecanismo de fitorremediação, o que foi verificado no ipê-branco nas circunstâncias apresentadas neste experimento.

 

Tabela 3. Quantidade de cobre (mg dm-3) nos compartimentos da parte aérea e radicular da Tabebuia roseo-alba.

Tratamentos

Parte aérea

 (mg dm-3)

Parte radicular

(mg dm-3)

T1

48

115

T2

16

130

T3

12

103

T4

11

80

T5

10

70

T1= 400 g de rejeito de cobre (100%) + 0 g de esterco bovino (EB) (0,0%); T2= 390 g de rejeito de cobre (97,5%) + 10 g de EB (2,5%); T3= 380 g de rejeito de cobre (95,0%) + 20 g de EB (5%); T4= 370 g de rejeito de cobre (92,5%) + 30 g de EB (7,5%) e T5= 360 g de rejeito de cobre (90%) + 40 g de EB (10%). CV = Coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (α ≤ 0,05).

 

Os IQDs que se observa na Tabela 4 aumentam em função do acréscimo da matéria orgânica no substrato, se mostrando satisfatórios principalmente nos últimos tratamentos, T4 e T5, onde a probabilidade das plantas de ipê-branco de crescer em substrato semelhante ao utilizado neste experimento é um indicativo de que este índice significa, o qual define o momento ideal de levar as mudas para o plantio definitivo, apresentando assim à capacidade da planta de resistir às mudanças que acontecerão da fase de muda a fase inicial e adulta no campo. O quanto mais próximo do valor do índice de 0,2 este traduz a melhor qualidade da muda que de acordo com Azevedo et al. (2010), estes relataram que o IQD é um ótimo indicador da qualidade de mudas, porque leva em conta em seu cálculo a robustez e o equilíbrio da distribuição da biomassa na muda, ponderando os resultados de parâmetros importantes utilizados na avaliação da qualidade de mudas, como a altura, o diâmetro, matéria seca parte aérea, raiz e também a total.

 

Tabela 4. Índice de qualidade de Dickson da espécie de Tabebuia roseo-alba em substrato rico em rejeito de cobre e percentagens crescentes de esterco bovino.

Tratamentos

IQDs

T1

0,0228

T2

0,0467

T3

0,0631

T4

0,1011

T5

0,1306

T1= 400 g de rejeito de cobre (100%) + 0 g de esterco bovino (EB) (0,0%); T2= 390 g de rejeito de cobre (97,5%) + 10 g de EB (2,5%); T3= 380 g de rejeito de cobre (95,0%) + 20 g de EB (5%); T4= 370 g de rejeito de cobre (92,5%) + 30 g de EB (7,5%) e T5= 360 g de rejeito de cobre (90%) + 40 g de EB (10%). CV = Coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (α ≤ 0,05).

 

Segundo Silva et al. (2014), que estudaram o comportamento do barbatimão (Stryphnodendron polyphyllum Mart.) e da cássia (Cassia multijuga Rich.), identificaram que a primeira espécie não sofreu diferenças em seu crescimento, enquanto a segunda espécie manteve a qualidade de mudas até 300 mg dm-3 de cobre adicionado ao solo, divergindo com os dados encontrados nesta pesquisa com o ipê-branco, onde o tratamento com maior percentual de rejeito de cobre no substrato (190 mg dm-3), T1, apresentou o menor IQD.

Na Tabela 5, o ipê-branco apresentou um índice de translocação (IT) variando de 29,45% (T1) a 12,50% (T5), ainda que o mais destacado foi para o tratamento sem matéria orgânica no substrato, apresentando os demais tratamentos um índice de translocação inferior e semelhantes entre si. Também, a quantidade de cobre no substrato foi decrescendo com o aumento da matéria orgânica no mesmo, o que poderia explicar essa tendência da translocação do cobre na planta.

 

Tabela 5. Índice de translocação (IT) e fator de translocação (FT) em Tabebuia roseo-alba em doses decrescentes de cobre e aumento da matéria orgânica no substrato de cultivo.

Tratamentos

Cu

 (mg dm-3)

IT

(%)

FT

(%)

T1

163

29,45

0,41

T2

146

10,96

0,12

T3

115

10,43

0,11

T4

91

12,09

0,01

T5

80

12,50

0,01

T1= 400 g de rejeito de cobre (100%) + 0 g de esterco bovino (EB) (0,0%); T2= 390 g de rejeito de cobre (97,5%) + 10 g de EB (2,5%); T3= 380 g de rejeito de cobre (95,0%) + 20 g de EB (5%); T4= 370 g de rejeito de cobre (92,5%) + 30 g de EB (7,5%) e T5= 360 g de rejeito de cobre (90%) + 40 g de EB (10%). CV = Coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (α ≤ 0,05). Cu (mg dm-3) representa o somatório das concentrações do metal na parte aérea e radicular da espécie.

 

Em pesquisa realizada por Silva et al. (2007), a baixa absorção de cobre no cultivo da soja (Glycine max (L.) Merrill) em solos com diferentes níveis de contaminação foi consequência da elevada contaminação do solo por Zn, fato que não pode ser constatado no cultivo do ipê-branco, visto que as quantidades de Zn encontradas nos substratos de cultivo do ipê-branco são muito baixas em relação ao cobre existente. Enquanto, em experimento conduzido por Paiva et al. (2002), que avaliaram o índice de translocação de nutrientes em mudas de cedro (Cedrela fissilis Vell.) e de ipê-roxo (Tabebuia impetiginosa (Mart.) Standl.) submetidas a doses crescentes de Cd, Ni e Pb foi verificado que a presença de metais pesados em solução nutritiva faz com que haja resposta diferenciada no índice de translocação dos diferentes nutrientes, isso de acordo com a espécie.

Conforme Oliveira (2018) a utilização do índice e fator de translocação ocorre quando se deseja estimar o potencial fitorremediador de espécies vegetais, geralmente são as primeiras análises feitas. Após a obtenção do IT e FT ocorre à avaliação da capacidade da espécie de retirar metal pesado do substrato e transportar para a parte aérea por meio do cálculo do coeficiente de extração (CE). Ao se verificar um acúmulo maior de metal na parte radicular em comparação com o translocado a parte aérea a espécie vegetal estudada é denominada fitoestabilizadora, como sugere os estudos realizados por Andreazza e Camargo (2011) que em áreas contaminadas com cobre e cultivada com plantas de mamona (Ricinus communis L.) foram encontrados valores de FT baixos (0,01; 0,01 e 0,03%), porém as plantas apresentaram alto potencial de fitoacumulação do metal nas raízes com valores de 1.131 mg dm-3 de cobre contido na parte radicular, caracterizando a planta como fitoestabilizadora. Ademais, mesmo com essa limitação do solo contaminado por cobre, a mamoneira apresentou capacidade de crescimento considerável (ANDREAZZA; CAMARGO, 2011).

Entretanto, a diferença do estudo dos autores supracitados, o FT deste trabalho foi superior no substrato com maior concentração de cobre, ou seja, que em relação à Ricinus communis o ipê-branco se apresenta com uma maior capacidade de translocar o cobre ao se encontrar um FT de 0,41%.

A fitoextração, um dos mecanismos utilizadas no processo de descontaminação ambiental empregando variedades de plantas, além de outros organismos onde, nas plantas estes contaminantes são absorvidos através das raízes e posteriormente translocados às folhas (FUENTES, 2001; ANDRADE et al., 2007), sendo o objetivo da fitoextração a limpeza in situ do meio contaminado de forma a retirar o contaminante e, se possível, reaproveitar os elementos que tenham utilidade nos processos produtivos atuais (TERRY; BAÑUELOS, 2000).

Os dados do coeficiente de extração do ipê-branco em substrato rico em rejeito de cobre e matéria orgânica apresentaram valores de acumulação de cobre, tanto na parte aérea como na radicular, porém com uma maior concentração nesta última (Tabela 6).

 

Tabela 6. Coeficiente de extração (%) de cobre em compartimentos de Tabebuia roseo-alba, cultivado em diferentes percentuais de matéria orgânica.

Tratamentos

Parte radicular

Parte aérea

T1

60,52

25,26

T2

68,42

8,42

T3

54,21

6,31

T4

42,10

5,78

T5

36,84

5,26

T1= 400 g de rejeito de cobre (100%) + 0 g de esterco bovino (EB) (0,0%); T2= 390 g de rejeito de cobre (97,5%) + 10 g de EB (2,5%); T3= 380 g de rejeito de cobre (95,0%) + 20 g de EB (5%); T4= 370 g de rejeito de cobre (92,5%) + 30 g de EB (7,5%) e T5= 360 g de rejeito de cobre (90%) + 40 g de EB (10%). CV = Coeficiente de variação. Médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (α ≤ 0,05).

 

Nesse ensaio, o mecanismo de fitoestabilização, com os tratamentos com menores quantidades de matéria orgânica (T1 e T2), apresentando os maiores coeficientes de extração, tanto na parte aérea quanto na parte radicular, porém foi à raiz o órgão que mais acumulou o metal cobre. Assim mesmo, outros trabalhos podem corroborar os resultados deste estudo, por exemplo, como os estudos realizados por Caires (2005) com o ipê-roxo (Handroanthus impetiginosus), que alcançou importantes resultados ao encontrar nas raízes o maior acumulo do metal cobre, indicando dessa maneira o potencial fitorremediador da espécie em estudo, semelhante ao encontrado com o ipê-branco nesse estudo.

Essas espécies ao concentrar melhor o cobre em sua parte radicular, as caracterizam como plantas fitoestabilizadoras, pois a fitoestabilização pode ser entendida como a imobilização de produtos contaminantes pela absorção e acumulação nas raízes, adsorção por estas ou mesmo a precipitação destes na rizosfera, que segundo Andrade et al. (2007), este processo pode ou não remover as toxinas do solo, porém diminui sua mobilidade e impede que as mesmas migrem para as águas subterrâneas ou o ar, diminuindo o potencial de se introduzirem na cadeia alimentar.

O destino do material vegetal produzido dependerá da possibilidade ou não de seu aproveitamento, sendo decidido de acordo com a espécie vegetal cultivada, sua capacidade de bioacumulação e o risco ambiental que representa na hora de sua reutilização. Neste estudo se pensou na reutilização de rejeito de mineração de cobre como substrato para produção de essências florestais e ao mesmo tempo descobrir novas espécies que se desenvolvam nesses ambientes contaminados, ajudando na descontaminação.

 

CONCLUSÕES

 

A espécie Tabebuia roseo-alba cultivada em substrato com rejeito de cobre e 10% de matéria orgânica obteve melhor desempenho em morfométricas de altura, diâmetro de caule e número de folhas.

O índice de qualidade de Dickson foi alcançado de maneira satisfatória pela espécie Tabebuia roseo-alba no tratamento com substrato composto de 90% de rejeito de mineração de cobre e 10% de matéria orgânica.

O potencial fitorremediador da Tabebuia roseo-alba como espécie fitoestabilizadora em substrato com rejeito de cobre e matéria orgânica foi confirmado, em razão da capacidade que a espécie desenvolveu através do coeficiente de extração, mesmo em 100 % no substrato do referido rejeito.

 

AGRADECIMENTOS

 

A Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará - UNIFESSPA.

 

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