Histórico da aplicação de vinhaça em canaviais: bioensaios de toxicidade terrestre e aquática

Autor(es)

Jorge Evangelista Correia

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Rio Claro. 2020-03-18.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências. Rio Claro
• Data de defesa: 2019-12-29
• Orientador: Carmem Silvia Fontanetti Christofoletti; Jarbas Honorio de Miranda

Resumo

A vinhaça, um dos principais resíduos gerados na transformação da cana-de-açúcar em etanol, possui potencial poluidor, frente ao alto volume produzido e por suas características físico-químicas. A contaminação de lagos e rios, por infiltração de resíduos dispostos no solo, como a vinhaça e fertilizantes, por exemplo, merece destaque. Desde a proibição do descarte da vinhaça em água na década de 80, começou-se a utilizar esse resíduo como fertilizante nas culturas canavieiras. Atualmente, essa prática irá completar 40 anos e apenas em 2006 entrou em vigor uma legislação regulamentando a fertirrigação pela vinhaça. O potencial tóxico da vinhaça, tanto no solo como na água, vendo sendo comprovado por diversos estudos na última década, porém estudos que relacionem o tempo de seu em solo com a toxicidade se fazem necessários. Tendo isso em vista, esse estudo objetivou entender se os anos de fertirrigação de vinhaça altera a toxicidade no solo, a dinâmica do íon potássio no solo e a toxicidade do lixiviado da vinhaça que podem atingir as águas subterrâneas. Para isso, solos de culturas canavieiras fertirrigadas com vinhaça por 5, 15 e 30 anos foram coletados para realização do bioensaio de toxicidade terrestre e estudos de física de solo. O bioensaio de toxicidade terrestre foi realizado em triplicata expondo diplópodos da espécie Rinochricus padbergi por 21 e 42 dias. Após a exposição, três indivíduos de cada terrário foram anestesiados e dissecados para remoção do intestino médio para análise histopatológica e marcação de HSP70. Os solos apresentaram concentrações variadas de componentes orgânicos e metais. Após 21 dias, apenas três indivíduos sobreviveram ao solo S30 e após 42 dias também foi observada alta mortalidade, no tratamento com solo S15. A análise histopatológica mostrou espessamento do bordo em escova das células epiteliais, sendo esta alteração estatisticamente significativa para indivíduos expostos aos solos S5 e S15 por 21 dias. A perda de adesão das células epiteliais foi estatisticamente significativa nos indivíduos expostos a S15 por 21 dias e S5 por 42 dias. A dinâmica do íon potássio foi investigada mediante a análise de seus parâmetros de transporte, obtidos pelo ajuste numérico das curvas de distribuição de efluentes (Breakthrough Curves, BTC) aplicando o código CFITIM dentro do software STANMOD (STudio of ANalytical MODels) e pelo modelo HYDRUS -1D. Nos ensaios em coluna segmentada a diferença entre o solo referência e os solos fertirrigados se deu na concentração de potássio nos anéis inferiores, sendo maior nos solos fertirrigados, indicando uma maior mobilidade do potássio nesses solos. Nos ensaios de BTCs, observou-se nas curvas das simulações que a concentração de potássio chegou a 100% dos valores de entrada para quase todas as triplicatas de todos os solos. O equilíbrio foi atingido mais rápido no solo S5 em relação ao solo referência e mais rápido ainda no S15. Em contrapartida, o solo S30 foi o que apresentou maior interação do íon potássio com o solo, confirmados por apresentar os maiores valores de coeficiente de retardamento (R) e coeficiente de distribuição, sendo estatisticamente significativos quando comparados entre eles. Após os ensaios de física de solo, o lixiviado obtido nas colunas BTCs foi testado em diluição de 5 %, em biosansaio de toxicidade aquática utilizando Oreochromis niloticus (Pisces) como bioindicador e incidência de eritrócitos micronucleados e alterações histológicas e quantificação de proteínas de estresse no fígado com biomarcadores. Os resultados mostraram ação genotóxica do lixiviado de vinhaça após passagem nos solos de 5 e 15 anos, demonstrado pela maior incidência de eritrócitos micronucleados, estatisticamente significativa quando comparados ao controle. Os micronúcleos foram formados possivelmente por ação aneugênica, uma vez que não houve ação clastogênica confirmada pelo ensaio do cometa. Os peixes expostos ao lixiviado do solo de 15 anos apresentaram índices de alterações estatisticamente significativos para perda de limite celular e aumento de vacúolos citoplasmáticos quando comparados ao controle. Todos os tratamentos apresentaram aumento de volume dos núcleos dos hepatócitos, sendo esta alteração estatisticamente significativa em relação ao controle. Não houve diferença na marcação de polissacarídeos neutros evidenciados pela técnica de PAS. Mesmo não sendo estatisticamente significativos, observou-se um padrão de atividade para todas as enzimas presentes nesse estudo. A atividade das enzimas foi maior no tratamento com lixiviado de vinhaça do solo de 15 anos e os menores valores no tratamento do lixiviado proveniente do solo de 30 anos. Analisando os resultados de forma holística, podemos inferir que ao longo dos anos de aplicação de vinhaça, o potencial tóxico no solo aumenta a medida dos anos de aplicação de vinhaça. Inversamente, a toxicidade para as águas subterrâneas diminuiu no lixiviado do solo de 30 anos, uma vez que a tendência é que cada vez mais, parte dos componentes da vinhaça, possam ficar mais retidos no solo devido ao acúmulo de matéria orgânica e de íons com cargas positivas como potássio e cálcio. Esse comportamento também levanta o alerta para a salinização do solo com o tempo, podendo a longo prazo, afetar a própria produção de cana-de-açúcar. (AU)

• Processo FAPESP: 15/26157-9 - Relação entre toxicidade da vinhaça e tempo de aplicação nas culturas canavieiras: bioensaios de toxicidade terrestre e aquática
• Beneficiário: Jorge Evangelista Correia
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado