Bioconcentração de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em grãos de milho cultivados em solos com lodo de esgoto

• Processo: 07/04427-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2008
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2009
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Lourival Costa Paraíba
• Beneficiário: Lourival Costa Paraíba
• Instituição Sede: Embrapa Meio-Ambiente. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). Jaguariúna , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Anamaria Ferreira Mayer Dentzien ; Debora Renata Cassoli de Souza Dutra ; Laerte Scanavaca Júnior ; Marcia Regina Assalin ; Margarete Esteves Nunes Crippa ; Natalia de Oliveira Batista ; Sonia Claudia Do Nascimento de Queiroz ; Vera Lúcia Ferracini
• Assunto(s): Ecotoxicologia Fertilizantes Compostos orgânicos Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos Poluição do solo Lodo de esgoto
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biconcentração | biosólido | Fertilizantes | hidrocarbonetos policíclicos aromáticos | milho | poluentes organicos | Ecotoxicologia Quantitativa

Resumo

O volume de lodo produzido por estações de tratamentos de esgoto tem crescido a cada ano, provocando um importante problema ambiental. Por sua composição rica em matéria orgânica, nitrogênio e fósforo o lodo tem sido recomendado em aplicações agrícolas para condicionar e fertilizar solos. Entretanto, o lodo contém quantidades não desprezíveis de organismos patogênicos, metais pesados e compostos orgânicos poluentes. Como vários desses compostos são persistentes e nocivos para humanos e organismos silvestres o uso agrícola do lodo pode contaminar o meio ambiente e o produto agrícola, pondo em riscos humanos e organismos aquáticos e terrestres. Em amostras de solo de uma área experimental da Embrapa Meio Ambiente foi observada a presença naftaleno, benz(a)antraceno e benzo(a)pireno, três compostos orgânicos da classe dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). As amostras foram coletadas dois anos após aplicações sucessivas de lodos em um solo utilizado para o cultivo experimental de milho. Os HPAs são poluentes orgânicos de importância ambiental e toxicológica, pois muitos desses compostos são persistentes e apresentam propriedades carcinogênicas e mutagênicas para homens e animais. Resíduos da classe dos HPAs foram encontrados em amostras de lodos das estações de tratamento de esgotos dos municípios de Barueri e de Suzano, ambos no Estado de São Paulo. Modelos matemáticos e estudos experimentais prevêem e demonstram que poluentes orgânicos contidos em lodos podem bioconcentrar em plantas. Alguns compostos orgânicos acumulam em plantas como conseqüência das suas características físico-químicas como a solubilidade em água e a afinidade a lipídio. O objetivo desse projeto será o de verificar experimentalmente se os dezesseis hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), classificados como poluentes prioritários pela US EPA, estão contidos em um lodo usado como fertilizante agrícola e observar se esses poluentes podem bioconcentrar em grãos de milho de plantas cultivadas com lodo. Os HPAs estudados pelo projeto serão acenafteno, acenaftileno, antraceno, benz(a)antraceno, benz(a)pireno, benz(b)fluoranteno, benz(k)fluoranteno, benzo(ghi)perileno, criseno, dibenz(a,h)antraceno, fluoranteno, fluoreno, indeno(1,2,3-cd)pireno, naftaleno, fenantreno e pireno. Serão realizadas análises para quantificar resíduos de HPAs em amostras de um lodo, de um solo sem histórico de aplicações de lodos, de um solo com histórico de aplicações de lodos, de grãos de milho cultivados no solo sem histórico de adição de lodos e de grãos de milho cultivados em um solo com a adição de uma dose de lodo. As análises permitirão verificar e quantificar quais HPAs estão contidos no lodo e se eles podem contaminar solos e bioconcentrar em grãos de milho e permitirão estimar se as concentrações encontradas comprometem a qualidade dos grãos para consumo humano e animal. As quantificações dos HPAs, em todas as amostras, serão obtidas por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção por fluorescência e confirmação por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC/MS/MS) e/ou cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS/MS). Serão estimadas funções de distribuição de probabilidade acumulada das concentrações e serão estimadas as probabilidades de que estas concentrações excedam os limites máximos admissíveis por normas ambientais. As incertezas associadas com essas estimativas serão calculadas utilizando-se métodos estatísticos não paramétricos. Será desenvolvido um modelo matemático para prever a bioconcentração de compostos orgânicos em grãos de milho. O modelo será validado com os valores de concentrações dos HPAs observados no solo e nos grãos de milho. As informações produzidas pelo projeto adicionarão conhecimentos que poderão ser úteis à legislação do uso de lodos como fertilizantes agrícolas e ajudarão a estabelecer limites seguros de HPAs em lodos, solos e alimentos. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

PARAIBA, LOURIVAL COSTA; NASCIMENTO QUEIROZ, SONIA CLAUDIA; NUNES MAIA, ALINE DE HOLANDA; FERRACINI, VERA LUCIA. Bioconcentration factor estimates of polycyclic aromatic hydrocarbons in grains of corn plants cultivated in soils treated with sewage sludge. Science of The Total Environment, v. 408, n. 16, p. 3270-3276, JUL 15 2010. (07/04427-8)

PARAIBA, LOURIVAL C.; QUEIROZ, SONIA C. N.; DE SOUZA, DEBORA R. C.; SAITO, MARIA L.. Risk simulation of soil contamination by polycyclic aromatic hydrocarbons from sewage sludge used as fertilizers. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 22, n. 6, p. 1156-U212, 2011. (07/04427-8)