Watershed soils contents of potentially toxics elements in soils from an watershed and human health risk assessment
| Autor: | Evandro Barbosa da Silva |
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| Přispěvatelé: | Luis Reynaldo Ferracciú Alleoni, Cassio Hamilton Abreu Junior, Fábio Netto Moreno |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2013 |
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| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP Universidade de São Paulo (USP) instacron:USP |
| Popis: | A contaminação dos solos por elementos potencialmente tóxicos (EPTs) provoca alterações na estrutura e no funcionamento dos ecossistemas, além de oferecer riscos à saúde pública. Os EPTs estão presentes naturalmente no ambiente, sendo constituintes de rochas e sedimentos. Entretanto, atividades antropogênicas como emissões industriais, uso de efluentes urbanos, dejetos de animais, biossólidos, fertilizantes e defensivos agrícolas podem contribuir para aumento da concentração dos EPTs. O solo é um dos principais meios de exposição dos EPTs aos seres humanos. Logo, é importante quantificar os teores dos EPTs nos solos e sua distribuição na microbacia para poder avaliar o risco a saúde humana. Os efeitos dos elementos tóxicos que chegam ao solo sobre a diversidade e funcionalidade da biota podem ser avaliados por meio de testes ecotoxicológicos. Alguns organismos são bons indicadores ambientais por participarem de processos biológicos importantes do solo. Os principais organismos utilizados são os colêmbolos, artrópodes terrestres com alta diversidade e abundância, sendo encontrado em todos os biomas. Nesse estudo, quantificaram-se os teores de Arsênio (As), Cádmio (Cd), Cobalto (Co), Cobre (Cu), Cromo (Cr), Chumbo (Pb), Níquel (Ni) e Zinco (Zn) em amostras de 15 solos da microbacia do Rio Guamium, localizada em Piracicaba, São Paulo. Foi realizado experimento em casa de vegetação com alface (Lactuca sativa L.), pepino (Cucumis sativus L.), beterraba (Beta vulgaris L.) e rúcula (Eruca sativus Mill.) para avaliar o risco a saúde humana. Foi avaliado também o efeito da aplicação de doses de As na reprodução dos colêmbolos. Para tanto, foram coletadas amostras de solos nas profundidades 0 - 0,1; 0,1 - 0,2; 0,2 - 0,3; 0,3 - 0,4; 0,4 - 0,6; 0,6 - 0,9 e 0,9 - 1,2 m. Foi realizada a extração dos EPTs pelo método EPA 3051a (0,5 g de solo + 9 ml HNO3 + 3 ml HCl com digestão assistida por forno microondas). Os EPTs que apresentaram as maiores concentrações foram o As (3 pontos) e Cu (1 ponto), sendo as concentrações superiores ou iguais ao valor de prevenção estabelecido pelo órgão ambiental paulista (Cetesb). O As apresentou elevado risco carcinogênico, enquanto o Cu apresentou risco à saúde humana apenas quando 100 % dos vegetais consumidos eram provenientes da área com elevado teor de Cu, sendo este o cenário mais restritivo. Houve diferença na disponibilidade de As entre o solo natural e o solo artificial tropical (SAT), composto por areia, caulinita e pó de fibra de coco. O SAT apresentou alta disponibilidade de As o que reduziu a taxa de reprodução dos colêmbolos. No SAT a LOEC (Lowest Observed Effect Concentration) foi 0,25 mg kg-1 e a NOEC (No Observed Effect Concentration) < 0,25 mg kg-1. No solo natural não foi possível determinar a NOEC, enquanto a LOEC foi 8,41 mg kg-1. Soil contamination by potential toxics elements (PTEs) can change the ecosystem structure, its function and can cause risk to human health. PTEs occur naturally in the environment; however human activities such as industrial emissions, urban sewage, animal waste, biosolids, fertilizers and pesticides can increase their concentration. Soil is one of the main pathways to human exposure, so it is important to evaluate the contents of PTEs in soils and their distribution in the watershed in order to assess the human health risk. The effects of PTEs that reach the soil on the diversity and functionality of microorganisms can be evaluated by ecotoxicological tests. Organisms that take part of the biological process can be used as environment quality indicators. One of them is the springtails (Collembola) that are wide spread and have high diversity, being found in all ecosystems. In this study, we evaluated the Arsenic (As), Cadmium (Cd), Cobalt (Co), Copper (Cu), Chromium (Cr), Lead (Pb), Nickel (Ni) and Zinc (Zn) contents in 15 soil from Guamium watershed, located in Piracicaba, state of Sao Paulo, Brazil. To assess the human health risk lettuce (Lactuca sativa L.), cucumber (Cucumis sativus L.), sugar beet (Beta vulgaris L.) and rocket (Eruca sativus Mill.) were cultivated under greenhouse conditions. The effect of As rates on collembola reproduction was also evaluated. Soil samples were collected in the following depths: 0 - 0.1; 0.1 - 0.2; 0.2 - 0.3; 0.3 - 0.4; 0.4 - 0.6; 0.6 - 0.9 e 0.9 - 1.2 m. Contents of PTEs were obtained after microwave extraction by EPA 3051a method (0.5 g soil + 9 mL HNO3 + 3 mL HCl). As and Cu had the highest contents, and their concentration were close or higher than prevention value established by Sao Paulo state environmental agency (Cetesb). As showed high carcinogenic risk, otherwise Cu only represented risk to human health in the most restrictive scenario, when 100% of the vegetables consumed were taken from the contaminated area. There was difference in the As availability between natural soil and artificial soil (ArtS) which was composed by sand, Kaolinite and powdered coconut fiber. As availability was high in the ArtS and it decreased the collembola reproduction. The Lowest Observed Effect Concentration (LOEC) on SAT were 0.25 mg kg-1, while and the No Observed Effect Concentration (LOEC) were less than 0.25 mg kg-1. Otherwise, the LOEC were 8.41 mg kg-1 in the natural soil, but it was not possible to define the NOEC. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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