Solos e plantas do estuário do Rio Doce e seu controle sobre a biogeoquímica de ferro e metais em resposta ao desastre de Mariana (MG)

Resumo

Solos e plantas do estuário do Rio Doce foram afetados pelo rejeito de minério de ferro advindo a montante, após o rompimento da barragem de Fundão em Mariana (MG) em 2015, considerado um dos maiores desastres ambienteis globais. O rejeito é composto predominantemente de óxidos de ferro, o qual pode oxidar ou reduzir (processos de oxirredução ou redox) diante das condições físico-químicas alternantes em solos estuarinos. O processo de redução do ferro pode liberar metais traço (como cobalto, chumbo, níquel e zinco) adsorvidos ou oclusos aos minerais de ferro, tornando os metais biodisponíveis para organismos, com potenciais riscos de contaminação ambiental e antrópica. Fósforo também pode ser liberado pela redução do ferro, com potenciais riscos de eutrofização do sistema solo-água estuarino, terrestre e marinho. Ademais, os poluentes liberados pelo rejeito de minério podem afetar as plantas presentes no estuário do Rio Doce, mas algumas dessas plantas podem acumular metais, favorecendo o processo natural de remediação do ambiente contaminado. Por exemplo, estudos prévios têm demonstrado que a espécie Typha domingensis é capaz de acumular metais nos tecidos vegetais. Por conseguinte, o presente projeto tem como objetivos: (i) Caracterizar e quantificar metais traço, ferro, fósforo e a mineralogia dos solos do estuário do Rio Doce; (ii) Quantificar a liberação de metais (Cu, Cr, Co, Mn, Ni, Pb e Zn) e biodisponibilidade ocasionada pela redução dos óxidos de ferro, através de incubações de laboratório dos solos estuarinos; (iii) Quantificar os teores de metais traços nas raízes, caules, folhas e frutos, bem como a produção de biomassa das plantas estuarinas; e (iv) Avaliar o potencial das espécies vegetais estuarinas Hibiscus tiliaceus e Typha domingensis para bioacúmulo de ferro e metais biodisponíveis, bem como os possíveis danos biológicos causados. Para atingir os objetivos, conduziremos a quantificação por ICP-OES dos teores totais de Fe, P e dos metais Mn, Zn, Cu, Cr, Co, Ni e Pb, bem como o fracionamento sequencial das formas de Fe, P e metais. O experimento de incubação de solos estuarinos em laboratório será conduzido com três tratamentos (flutuação redox, constantemente óxico e constantemente anóxico); dos quais será mensurado as espécies de ferro (FeII e FeIII), concentrações de metais biodisponíveis e o C orgânico total e dissolvido, durante os distintos cenários redox. Extrações e análises dos tecidos vegetais fornecerão os teores de metais translocados e bioacumulados. Análises de atividades de enzimas extracelulares dos microrganismos fornecerão concentrações dos metais nos solos rizosféricos e não rizosféricos. Logo, o presente projeto fornecerá uma compreensão integrada do ecossistema estuarino do Rio Doce, com caracterização físico-química detalhada dos solos e plantas, alicerçando medidas de mitigação futuras. (AU)