Avaliação da toxicidade de metais (Cd, Cu, Pb e Zn) em efluentes sintéticos usando a cebola da espécie Allium cepa como organismo teste

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Sousa, W.J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO - UFTM) ; Alves, V.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO - UFTM)

Resumo

Esse trabalho visou desenvolver uma metodologia simples para monitorar a toxicidade de soluções que apresentam metais traço na sua composição química, chamadas aqui de efluentes sintéticos. Foram realizados testes de toxicidade utilizando-se soluções contendo diferentes concentrações de íons dos metais traço Cd, Cu, Pb e Zn. Utilizou-se a cebola da espécie Allium cepa como organismo teste, a fim de observar se os metais causariam interferência no crescimento das suas raízes. Em todos os casos ocorreu inibição do crescimento das raízes, mesmo em concentrações abaixo do limite máximo de metal para lançamento de efluente, permitido pelo Ministério do Meio Ambiente, indicando que esses íons metálicos presentes nas soluções são capazes de provocar toxicidade ao organismo teste.

Palavras chaves

testes de toxicidade; metais traço; Allium cepa

Introdução

Pelo fato dos metais traço estarem entre os contaminantes mais tóxicos e persistentes do ambiente aquático, podendo causar sérios danos na cadeia trófica, esse trabalho pretende realizar testes de toxicidade com cebolas, a fim de obter um indicativo da “qualidade” de um efluente sintético, ou seja, se essa estaria ou não apto a ser descartado em rios, uma vez que estudos realizados com cobre mostraram que, na presença de baixas concentrações desse metal traço, já é possível observar a inibição no crescimento das raízes (PALÁCIO et al., 2013). Essa espécie de organismo teste possui alta sensibilidade à contaminação, mesmo que as substâncias tóxicas (íons metálicos) estejam presentes em concentrações aceitáveis aos padrões da Organização Mundial da Saúde (OMS) nos efluentes que serão analisados. Assim, a cebola da espécie Allium cepa poderá indicar a presença de toxicidade por meio da inibição do crescimento das suas raízes (PALÁCIO et al., 2013). Outro tipo de organismo teste muito utilizado é a Lactuca sativa L. (alface), para avaliar a fitotoxicidade e a citogenotoxicidade de efluentes domésticos e industriais (CYPAITÉ, 2008; ANDRADE et al., 2010 apud RODRIGUES et al., 2013), sendo esta espécie recomendada por agências internacionais para tal finalidade. No presente trabalho, os testes foram realizados para quatro tipos de íons de metais traço (Cd, Cu, Pb e Zn) e as concentrações das soluções padrão (efluentes sintéticos) foram baseadas nos limites das concentrações (em mg L-1) para lançamento de efluente, estabelecidas pelo Ministério do Meio Ambiente (2011).

Material e métodos

Os testes de toxicidade foram realizados na presença dos íons de cádmio, cobre, chumbo e zinco, em diferentes concentrações, para estudar o efeito desses metais traço no crescimento das raízes das cebolas (Allium cepa), e tendo como referencial a metodologia para o cobre (PALÁCIO et al., 2013). Foram preparadas soluções 100 mg L-1 de cádmio, de cobre, de chumbo e de zinco, a partir dos respectivos nitratos. A partir dessa solução foram preparadas sete soluções padrão com concentrações de 0,06; 0,08; 0,10; 0,20; 0,40; 1,00 e 2,00 mg L-1 para os metais cádmio, cobre, chumbo e zinco; ainda, foram preparadas soluções padrão com concentrações de 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00 e 7,00 mg L-1 para o metal zinco. Uso-se um branco para controle negativo (água destilada). Foi medido um volume de 80,0 mL de cada solução padrão e transferido para um recipiente plástico com tampa; para o teste do branco foi medido 80,0 mL de água destilada, que também foi transferido para um recipiente plástico com tampa. Em cada tampa do recipiente foi colocado uma cebola, encaixada em uma abertura central, de cerca de 3,5 a 4,0 cm de diâmetro, de modo que somente a região radicular ficou em contato com a solução contendo os metais traço (as cebolas estavam secas, sem a casca externa e sem a formação de raízes) (Figuras 1 a, b). Os recipientes foram acondicionados em uma incubadora para demanda bioquímica de oxigênio, à temperatura de 25 oC, durante 7 dias. Após isso, as cebolas foram retiradas das soluções e realizada a medida de cada raiz utilizando uma régua. A partir disso, a taxa de inibição do crescimento (TIC) das raízes foi calculada. O experimento foi realizado em duplicata, com o intuito de diminuir a possibilidade de erro e/ou de interferência.

Resultado e discussão

Na presença de íons Cd, a TIC das raízes chegou a ~70% em 2,0 mg L-1, notando-se coerência com resultados obtidos em outro trabalho do nosso grupo (PAIS, 2014). No teste de toxicidade na presença de íons cobre, a TIC das raízes das cebolas aumentou significativamente com o aumento da concentração de cobre, especialmente em 1,00 e 2,00 mg L-1, onde os valores da TIC das raízes atingiram ~90%, coerentemente com os resultados de PALÁCIO et al., 2013. Nos testes de toxicidade na presença das soluções padrão contendo íons chumbo a TIC das raízes das cebolas aumentou com o aumento da concentração de íons chumbo, chegando a ~14% em 2,00 mg L-1. Devido à alta dispersão dos valores da TIC das raízes a análise foi dificultada. Os testes de toxicidade na presença de íons zinco foram realizados utilizando-se soluções padrão em duas faixas de concentrações diferentes, de 0 a 2,00 mg L-1 e de 0 a 7,00 mg L-1. No primeiro estudo a TIC das raízes das cebolas aumentou com o aumento da concentração de íons zinco, chegando a ~50% na concentração de 2,00 mg L- 1. No segundo, a TIC das raízes das cebolas aumentou com o aumento da concentração de íons zinco, chegando a ~64% na concentração de 7,00 mg L-1. A Fig. 1c mostra o aspecto das raízes das cebolas. Tem-se que os quatro íons metálicos estudados apresentam efeito tóxico para o organismo teste em estudo. A Figura 2 apresenta a taxa de inibição do crescimento das raízes das cebolas no limite máximo de metal, LMM, permitido para lançamento de efluente, conforme estabelecido pelo Ministério do Meio Ambiente. Os LLM's para os íons Cd, Pb, Cu e Zn são 0,2; 0,5; 1,0 e 5,0 mg L-1, respectivamente. Isso nos permite dizer que os ensaios realizados são de utilidade para avaliar a qualidade de um dado efluente.

Teste de toxicidade do Zn, 0 a 7 mg L-1. (a) Cebolas sem a casca. (b) Montagem do sistema para o teste. (c) Aspecto das raízes das cebolas após 7 dias


Taxa de inibição do crescimento das raízes das cebolas no limite máximo de metal para lançamento de efluente.

Conclusões

A cebola da espécie Allium cepa mostrou-se sensível aos quatro tipos de íons metálicos estudados, visto que observou-se a inibição do crescimento das raízes (toxicidade) nas soluções padrão (efluentes sintéticos) preparadas a partir dos respectivos nitratos. No limite máximo de concentração dos metais estudados (Figura 2), as taxas de inibição do crescimento das raízes foram, em ordem crescente, íon Pb (5%) < íon Cd (15%) < íon Zn (40%) < íon Cu (86%), mostrando que o chumbo é o íon metálico menos tóxico para o organismo teste estudado, enquanto o cobre é o mais tóxico.

Agradecimentos

Curso e Departamento de Química/ICENE/UFTM. Rede Mineira de Química (RQ- MG)/FAPEMIG (Projetos: REDE-113/10; CEX - RED-00010-14).

Referências

BRASIL. Resolução CONAMA nº 430, de 13 de maio de 2011. Dispõe sobre as condições e padrões de lançamento de efluentes, complementa e altera a Resolução nº 357, de 17 de março de 2005, do Conselho Nacional do Meio Ambiente-CONAMA. Ministério do Meio Ambiente, Brasília, maio 2011.

PAIS, A. R. À procura do metal pesado cádmio em bijuterias oriundas da China e comercializadas na cidade de Uberaba/MG: uma abordagem para o estudo de caso em Química Analítica. 38 f. Monografia (Graduação em Licenciatura em Química) - Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba-MG, 2014.

PALÁCIO, S. M.; CUNHA, M. B.; ESPINOZA-QUINÕNES, F. R.; NOGUEIRA, D. A. Toxicidade de Metais em Soluções Aquosas: Um Bioensaio para Sala de Aula. Química Nova na Escola, v. 35, n° 2, 79-83, 2013.

RODRIGUES, L. C. A.; BARBOSA, S.; PAZIN, M., MASELLI, B. S.; BEIJO, L. A.; KUMMROW, F. Fitotoxicidade e citogenotoxicidade da água e sedimento de córrego urbano e bioensaio com Lactuca sativa. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, n° 10, 1099-1108, 2013. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1415-43662013001000012&script=sci_arttext>. Acesso em: 17 set. 2016.