Frações sólidas humificadas de vermicomposto: seus efeitos em plantas e capacidade para a retenção de metais pesados

Abstract

Esta tese teve como objetivo estudar duas frações sólidas presentes em um vermicomposto (VC) de esterco bovino, avaliando os efeitos da aplicação da fração de ácidos húmicos (AH) na regulação do metabolismo antioxidativo em plantas de arroz, assim como a capacidade do sólido residual (RH) que fica depois da extração das SH solúveis ao VC, para reter cátions de metais pesados em efluentes industriais. No capítulo I se apresenta o estudo das características estruturais das frações mediante técnicas de elucidação estrutural. Os AH mostraram maior caráter aromático que RH, justificado por uma baixa relação H/C e E4/E6, bandas bem resolvidas entre 1500 cm-1 e 1650 cm-1 no espectro IV, uma aromaticidade de um 28%, com picos entre 90-142 ppm pertencentes a CAr-H,R e CAr-O no espectro 13C RMN. A Py-CG/MS também mostrou maiores conteúdos de substâncias aromáticas (ligninas) nos AH. O capítulo II teve como objetivo estudar a capacidade do material residual RH para reter cátions dos metais pesados (MP) Ni2+ e Pb2+. Uma massa de 5 g, pH 7 e 150 minutos de agitação, foram condições suficientes para reter elevadas quantidades de Ni2+ e Pb2+. O estudo cinético se descreveu melhor mediante um comportamento de pseudo 2a ordem e mostrou os melhores ajustes para o modelo de adsorção da isoterma de Freundlich. A microscopia MEV demonstrou visualmente a retenção destes metais em RH e a espectroscopia mostrou possível formação de ligações químicas entre os metais e os grupos funcionais ionizáveis. RH, quando testado com águas residuais industriais, mostrou uma efetividade de contenção de Ni2+ e Pb2+ superior a 98% e 96%. O capítulo III contém o estudo dos efeitos dos AH em componentes do metabolismo antioxidativo em plantas de arroz. Os AH mostraram exercer uma regulação da homeostase redox, estimulando a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e controlando seus níveis por meio do estímulo da atividade das enzimas do metabolismo antioxidativo. Nas plantas em estresse hídrico induzido, onde foram afetados os processos de emissão de raízes laterais, quando aplicados os AH, foi preservado o crescimento e desenvolvimento radicular, comprovados mediante a emissão de raízes laterais superiores ao tratamento controle sem AH. No capítulo IV aparece a caracterização da interação entre os AH e as raízes de plantas adultas, avaliando a percepção desta interação através do metabolismo antioxidativo e as aquoporinas do tonoplasto. Os AH estimularam o sistema antioxidativo e mostraram efeitos protetores em plantas submetidas a estresse hídrico. A espectroscopia demonstrou que nos AH aglomerados nas raízes predominam estruturas alquílicas e alquílicas oxigenadas (0-110 ppm), carboxílicas (156-186 ppm) e carbonílicas (186- 230 ppm) e apresentam diminuição de estruturas arílicas (110-142 ppm) e O-arílicas (142-156 ppm). Nos modos de ação dos AH, se encontram também envolvidas as aquoporinas do tonoplasto.