Implicações toxicológicas dos íons metálicos Cu2+ e Pb2+ no desenvolvimento de raízes de cebola (Allium cepa).

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Amorim, C.S. (IFRJ) ; Pinheiro Lima, M.C. (IFRJ) ; Castro, M.R. (IFRJ)

Resumo

A presença dos metais pesados em produtos e atividades cotidianas é crescente. Essa denominação é devida à alta massa atômica e a densidade que eles apresentam. São considerados tóxicos em altas doses, muito reativos e bioacumuláveis. A maioria são metais essenciais para os organismos vivos, porém dependendo da administração podem causar prejuízos irreparáveis tanto aos seres vivos quanto ao meio ambiente. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar através de uma atividade experimental a interferência dos íons metálicos, considerados pesados, cobre e chumbo no desenvolvimento de raízes de cebolas (Allium cepa). Consequentemente, foi possível proporcionar a aquisição do conhecimento químico relacionado a conscientização ambiental a todos os alunos envolvidos.

Palavras chaves

Metais Pesados; Experimentação; Química ambiental

Introdução

Metal pesado é “qualquer elemento metálico que tem uma densidade relativamente elevada e são tóxicos ou venenosos, mesmo em concentrações relativamente baixas” (LENNTECH, 2004 apud SOUZA 2015). Esses metais são bioacumulativos e dessa forma, através da magnificação trófica, podem contaminar por completo as cadeias alimentares. Em quantidades elevadas apresentam sérios riscos à saúde humana, ao meio ambiente e aos organismos vivos devido a sua toxicidade (COLACIOPPO, 2001). Alguns podem se apresentar como essenciais, em pequenas quantidades, permitindo o adequado funcionamento do corpo humano. Nem todos existem naturalmente nos seres vivos, sendo comumente associados a outros elementos químicos que quando descartados de forma inapropriada no meio ambiente geram impactos relevantes (ROCHA et. al., 2011; COLACIOPPO, 2001). A fim de inserir os estudantes da turma de química inorgânica experimental do curso de Licenciatura em Química (LQ) do IFRJ campus Duque de Caxias no processo de ensino-aprendizagem foram utilizadas representações visuais, que são de extrema relevância dentro da sala de aula, favorecendo a elaboração e problematização conceitual, agregando experimentação e prática pedagógica (VASCONCELOS e LEÃO, 2010 apud CUNHA et al., 2015). Através de um bioensaio experimental de cunho investigativo, o objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis efeitos dos íons metálicos de cobre e chumbo no desenvolvimento das raízes de cebola; importantes organismos bioindicadores; e assim promover uma análise e discussão acerca das principais consequências dos impactos decorrentes do acúmulo desses metais pesados no meio ambiente e nos seres vivos.

Material e métodos

Foram preparadas soluções estoque, uma para cada metal, de acordo com o limite tolerável de metais pesados presentes na água doce, conforme descrição contida na resolução 430/11 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Os sais utilizados foram o sulfato de cobre II, CuSO4 e o acetato de chumbo II, Pb(C2H3O2)2. Em seguida, as cebolas foram previamente selecionadas e preparadas, sendo então colocadas para o crescimento em recipientes adequados contendo as soluções com os metais, simulando um ambiente natural contaminado, e sem os metais correspondendo ao grupo controle (PALÁCIO et al., 2013). Materiais utilizados: 30 cebolas sadias (15 orgânicas e 15 não orgânicas), 30 copos de 200 mL, soluções com os metais, água mineral e palitos de dente. As diluições foram distribuídas nos copos, e então as cebolas foram descascadas, lavadas e tiveram suas raízes antigas removidas. Com o suporte dos palitos foram imersas cada uma em um copo de modo que somente o bulbo ficasse em contato com a solução. Os testes foram realizados em triplicatas. No grupo controle utilizou-se somente água mineral, sem adição de metais. Com as cebolas alocadas, foram necessários 7 dias para que as raízes se desenvolvessem e assim fosse possível avaliar o crescimento. As concentrações de Cu2+ utilizadas foram 0,009 (limite de detecção) e 0,027 mg/L, enquanto que as de Pb2+ foram 0,01 (limite de detecção) e 0,03 mg/L. Após os 7 dias, os alunos da LQ do IFRJ/CDuC cursando o 5º período realizaram as análises quanto ao tamanho, nº de raízes e em relação aos aspectos morfológicos observados. A partir dos resultados obtidos, foram calculadas as médias do crescimento, o desvio padrão e realizada a construção de gráficos. Posteriormente, foram propostas questões para reflexão e debates.

Resultado e discussão

As cebolas são consideradas bioindicadores naturais, ou seja, são organismos vivos extremamente sensíveis a modificações ambientais, sendo muito utilizadas como indicativos de problemas ambientais, antes que estes possam se agravar. São utilizadas desde 1938 para avaliação de efeitos citogenéticos, devido ao rápido crescimento de suas raízes (KURAS, 2006 e LEME, 2008 apud HARA et al.,2009 ; PALÁCIO et al., 2013). Diante do exposto, através do bioensaio realizado pode-se observar que à medida que concentração do metal foi aumentada ocorreu uma diminuição no tamanho das raízes das cebolas avaliadas, em todas as concentrações e tipos de íons conforme mostrado nas Figuras 1 e 2. Outro critério que também apresentou alteração foi a quantidade de raízes presentes, já que foi possível verificar uma redução no número total quando as mesmas foram submetidas aos metais. Além do crescimento das raízes, outros parâmetros relacionados à morfologia dessas raízes já mencionados por Arraes e Longhin (2012) e Palácio et al. (2013), como quantidade de raízes significativa e de forma irregular; bulbo necrosado nas maiores concentrações; crescimento disforme; pouquíssimo desenvolvimento e de forma irregular, crescimento de tamanho normal e em baixo nº de raízes também puderam ser avaliados. O desenvolvimento das cebolas orgânicas (em azul) versus as não orgânicas (em vermelho) também foram comparados (Figura 2), sugerindo que as cebolas brancas são mais sensíveis que as roxas, o que se justifica pelo fato destas últimas, por não serem orgânicas, provavelmente terem sido expostas a mais produtos químicos durante o plantio, o que contribuiu para a seleção de variedades cada vez mais resistentes aos metais pesados.

Resultado do crescimento das cebolas submetidas as concentrações dos íons de cobre e chumbo.


Análise dos resultados em gráficos

Conclusões

Logo foi possível estabelecer uma relação de interferência negativa dos íons de cobre e chumbo no desenvolvimento das raízes de cebola conforme houve o aumento da concentração dos mesmos em solução. A atividade realizada com os alunos foi bastante interessante, pois foi possível perceber a empolgação dos mesmos com a parte experimental e ao mesmo tempo as dificuldades na construção dos gráficos.

Agradecimentos

IFRJ campus Duque de Caxias.

Referências

ARRAES, A. e LONGHIN, S. Otimização De Ensaio De Toxicidade Utilizando o Bioindicador Allium Cepa Como Organismo Teste. Enciclopédia Biosfera, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.8, n.14, 2012.

COLACIOPPO, S; Higiene e Toxicologia Ocupacional – Metais Pesados; Universidade de São Paulo; Brasil; 2001.

CUNHA, F.; OLIVEIRA, S.; ALVES, J.; RIBEIRO, M. Produção De Material Didático Em Ensino De Química No Brasil: Um Estudo A Partir Da Análise Das Linhas De Pesquisa Capes E CNPQ. HOLOS, Ano 31, V. 3, 2015.

HARA, R.; LOPES, B.; SANTOS, F. e OLIVEIRA, R. Aplicabilidade De Ensaios Da Genética Toxicológica No Biomonitoramento De Ambientes Aquáticos E Promoção Da Saúde Humana. Revista Terra E Cultura – N. 48 e 49 - Ano 25 - Janeiro a Dezembro de 2009, Paraná.

PALÁCIO, S.; CUNHA, M.; ESPINOZA-QUIÑONES, F.; NOGUEIRA, D. Toxicidade de Metais em Soluções Aquosas: Um Bioensaio para Sala de Aula. Revista Química Nova na Escola, vol. 35, n° 2, p. 79-83, maio 2013.

ROCHA, D.; PINTO, G.; RUGGIERO, R.; OLIVEIRA, C.; GUERRA, W.; FONTES, A.; TAVARES, T.; MARZANO, I.; MAIA, E. Coordenação De Metais a Antibióticos como uma Estratégia de Combate À Resistência Bacteriana. Revista Química Nova, vol. 34, nº. 1, p. 111-118, 2011.

SOUZA, R. Metais pesados no dia a dia: estudo da presença de metais pesados em materiais do cotidiano e exposição à saúde humana. Universidade de São Paulo: escola de artes, ciências e humanidades, São Paulo, 2015.