Resumo A contaminação dos recursos naturais com metais pesados liberados pelas siderúrgicas é a principal causa da poluição do solo e da água no Dargai Malakand, localizado no lado norte do Paquistão. Portanto, o presente estudo teve como objetivo determinar o teor de metais pesados em amostras de solo e água desta área. O cultivo de plantas silvestres (nove plantas nativas: Pteris vittata, Populus nigra, Eucalyptus camaldulensis, Persicaria maculosa, Arundo donax, Xanthium strumarium, Verbascum thapsus, Ricinus communis e Parthenium hysterophorus) foi testado quanto às suas capacidades de fitorremediação, que é um meio ambiente, geralmente utilizado, e abordagem de baixo custo para eliminar metais pesados de solos e águas poluídas. Amostras de solo, água e efluentes foram retiradas dos locais contaminados de sete siderúrgicas no distrito de Dargai, Malakand, e submetidas à análise de metais pesados. Com base no fator de bioconcentração (BCF) e fator de translocação (TF) calculados, o maior BCF para zinco foi registrado para as raízes de Pteris vittata (3,93), enquanto o menor valor foi observado para as folhas de Verbascum thapsus (0,306). A raiz de Pteris vittata apresentou o maior BCF para ferro (1,618), enquanto as folhas de Ricinus communis apresentaram o menor (0,023). O maior valor de BCF para cromo foi maior para raízes de Populus nigra (0,717), enquanto o menor valor foi registrado para folhas de Persicaria maculosa (0,031). Para os metais selecionados, Fe, Zn e Cr, os maiores TF foram registrados para Pteris vittata (0,988), Verbascum thapsus (0,944) e Xanthium strumairum (0,968), respectivamente. Portanto, recomenda-se que essas plantas sejam cultivadas próximas a siderúrgicas para recuperar metais pesados de efluentes industriais, solo poluído e água poluída.

Abstract The contamination of natural resources with heavy metals released from steel mills is the primary cause of soil and water pollution in the Dargai Malakand, located on the northern side of Pakistan. Therefore, the present study was aimed to determine the level of heavy metals in soil and water samples of this area. The wild plant growing (nine native plants: Pteris vittata, Populus nigra, Eucalyptus camaldulensis, Persicaria maculosa, Arundo donax, Xanthium strumarium, Verbascum thapsus, Ricinus communis and Parthenium hysterophorus) there were then tested for their phytoremediation capabilities which is an environmentally friendly, generally utilized, and low-cost approach to eliminate heavy metals from polluted soils and water. Soil, water, and effluent samples were taken from the contaminated sites of seven steel mills in Dargai District Malakand and subjected to heavy metals analysis. Based on bioconcentration factor (BCF) and translocation factor (TF) calculated, The highest BCF for zinc was recorded for Pteris vittata roots (3.93), while the lowest value was observed for Verbascum thapsus leaves (0.306). Pteris vittata root showed the highest BCF for iron (1.618), while Ricinus communis leaves showed the lowest (0.023). The highest BCF value for chromium was highest for Populus nigra roots (0.717), while the lowest value was recorded for Persicaria maculosa leaves (0.031). For the selected metals; Fe, Zn and Cr the highest TF were recorded for Pteris vittata (0.988), Verbascum thapsus (0.944) and Xanthium strumairum (0.968) respectively. Therefore, it is recommended that these plants should be grown near to steel mills to reclaim heavy metals from industrial effluent, polluted soil as well as from polluted water.

Abstract Heavy metal toxicity is becoming an increasing concern for environmental, human and animal health. The current research analyzed the lead (Pb) contamination in the food chain under three different irrigation sources (ground, canal, and wastewater). Soil, plant and animal samples were collected from the Jhang district of Pakistan and processed with an atomic absorption spectrophotometer. Lead concentration varied in the samples as: 5.22-10.73 mg/kg in soil, 2.46-10.34 mg/kg in forages and 0.736-2.45 mg/kg in animal samples. The observed lead concentration in forage and animal blood samples was higher than the standard limits. The pollution load index (0.640-1.32) in soil showed that lead contamination mainly took place at the wastewater irrigating sites. Bio-concentration factor values (0.313-1.15) were lower than one in all samples except Zea mays, showing that lead metal was actively taken up by Zea mays tissues from the soil. Enrichment factor values ranged from 0.849-3.12, showing a moderate level of lead enrichment. Daily intake and health risk index varied between 0.004-0.020 mg/kg/day and 0.906-4.99, respectively. All the samples showed maximum lead concentration at the wastewater irrigating site compared to the ground or canal water application sites. These results recommended that consistent application of wastewater for forage irrigation must be avoided to prevent health hazards associated with lead in the animal and human food chain. Government must implement adequate strategies to protect the animal and human health from the harms of toxic heavy metals.

Resumo A toxicidade de metais pesados está se tornando uma preocupação crescente para a saúde ambiental, humana e animal. A pesquisa atual analisou a contaminação por chumbo (Pb) na cadeia alimentar sob três diferentes fontes de irrigação (solo, canal e águas residuais). Amostras de solo, plantas e animais foram coletadas no distrito de Jhang, no Paquistão, e processadas com um espectrofotômetro de absorção atômica. A concentração de chumbo nas amostras variou em: 5,22-10,73 mg/kg no solo, 2,46-10,34 mg/kg nas forragens e 0,736-2,45 mg/kg nas amostras de animais. A concentração de chumbo observada nas amostras de forragem e sangue animal foi superior aos limites padrão. O índice de carga de poluição (0,640-1,32) no solo mostrou que a contaminação por chumbo ocorreu principalmente em locais de irrigação de águas residuais. Os valores do fator de bioconcentração (0,313-1,15) foram menores que um em todas as amostras, exceto Zea mays, mostrando que o chumbo metálico foi ativamente absorvido pelos tecidos de Zea mays do solo. Os valores do fator de enriquecimento variaram de 0,849-3,12, mostrando um nível moderado de enriquecimento de chumbo. A ingestão diária e o índice de risco à saúde variaram entre 0,004-0,020 mg/kg/dia e 0,906-4,99, respectivamente. Todas as amostras mostraram concentração máxima de chumbo no local de irrigação de águas residuais em comparação com os locais de aplicação de água no solo ou no canal. Esses resultados recomendam que a aplicação consistente de águas residuais para irrigação de forragem deve ser evitada para evitar riscos à saúde associados ao chumbo na cadeia alimentar animal e humana. O governo deve implementar estratégias adequadas para proteger a saúde animal e humana dos danos dos metais pesados tóxicos.

ABSTRACT: This study evaluated the levels of heavy metals in the soil and castor bean plant after fertilization with sewage sludge (SS) subjected to different stabilization processes. The study was conducted in a Haplic Cambisol with the following treatments: control (CO), fertilization with solarized sewage sludge (SSS), composted sewage sludge (CSS), vermi composted sewage sludge (VSS), limed sewage sludge (LSS), and mineral fertilizer (MF). The experimental design included a subdivided plot scheme with fertilization being the primary factor and soil layers or leaf parts being the secondary factor. The data obtained were analyzed using analysis of variance and the Scott-Knott test with 5% significance. Fertilization with SSS, CSS, and LSS led to the highest increase in Zn in the soil, mainly in the surface layer. In the leaf tissues, Zn and Cu levels were higher with the CO and SSS treatments, whereas the Ni level was higher with SSS, CSS, VSS, and MF treatments. In general, Zn and Cu levels were higher in the leaf limb than in the petiole, whereas Ni, Pb, and Cr levels were higher in the petiole than in the leaf limb. In any case, no symptoms of toxicity in the plants and no risk of soil contamination were observed with any of the fertilization treatments.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores de metais pesados no solo e na planta de mamoneira em resposta à adubação com lodo de esgoto (LE) submetido a diferentes processos de estabilização. O experimento foi desenvolvido em Cambissolo Háplico com os tratamentos: testemunha, adubação com LE solarizado, LE compostado, LE vermicompostado, LE caleado e adubação mineral. O delineamento experimental foi em esquema de parcelas subdivididas, sendo as adubações o fator primário e as camadas do solo ou as partes da folha o fator secundário. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. No solo, as adubações com LE solarizado, compostado e caleado promoveram os maiores incrementos dos teores de Zn, principalmente na camada superficial. No tecido foliar, os teores de Zn e Cu foram mais elevados na testemunha e no LE solarizado, enquanto o Ni foi mais elevado nos LE solarizado, compostado, vermicompostado e na adubação mineral. De modo geral, os maiores teores de Zn e Cu ocorreram no limbo foliar em comparação ao pecíolo, enquanto os teores de Ni, Pb e Cr foram mais elevados no pecíolo do que no limbo foliar. Contudo, não foram constatados sintomas de toxidez nas plantas e nenhum risco de contaminação do solo com os diferentes tipos de adubações realizadas.

Abstract At the present time one of the tasks of modern agricultural industry consists in obtaining the ecologically safe and clean products. Contamination of soils with heavy metals due to an anthropogenic impact drives up their content in the composition of plant products. This shapes not only a reduction in crop yields, but also a deterioration in products quality. Within the terms of vegetation research in soil culture, there has been studied the protective and stimulating effect of sodium selenite upon the adaptive capacity of spring wheat plants of the variety Zlata under conditions of oxidative stress due to the soil contamination with cadmium. There has been studied the effect of different methods of sodium selenite application on the yield of spring wheat and the plants photosynthetic activity, depending on the level of soil contamination with cadmium. The object of research was a spring wheat variety Zlata. Plants have been cultivated in a greenhouse trial under soil culture conditions in Mitscherlich-vessels with a capacity of 6 kg of soil. Sod-podzolic soil has been used for research. Sodium selenite was introduced in three ways: pre-sowing seed treatment, foliar treatment of vegetative plants at the beginning of stage VI of organogenesis - the end of the tillering phase - the beginning of the stem-extension phase and the application of a salt solution into the soil when packing the vessels. The control samples represented variants without sodium selenite. To assess the plants photosynthetic productivity, there has been determined the chlorophyll content in plant leaves. The research results made it possible to determine the protective effect of sodium selenite on the adaptive capacity of plants under conditions of oxidative stress due to the soil contamination with cadmium. The increase in the adaptive capacity of plants manifested itself through the decrease in yield diminishing due to the improvement of conditions for fertile florets and ear initiations on the vegetative apex, as well as the development of flowers into grains, which contributed to increase in the grain content of the spike. The stimulating effect of selenium on the intensity of photosynthetic processes has been revealed, which showed not only the increase of chlorophylls content, but also the ratio changes of chlorophylls a and b.

Resumo Atualmente, uma das tarefas da indústria agrícola moderna consiste em obter produtos ecologicamente seguros e limpos. A contaminação dos solos com metais pesados devido ao impacto antrópico aumenta o seu conteúdo na composição dos produtos vegetais. Isto molda não apenas uma redução no rendimento das colheitas, mas a deterioração da qualidade dos produtos. No âmbito da investigação da vegetação em cultura do solo, estudou-se o efeito protetor e estimulante do selenito de sódio sobre a capacidade adaptativa de plantas de trigo de primavera da variedade Zlata em condições de stress oxidativo devido à contaminação do solo com cádmio. Tem sido estudado o efeito de diferentes métodos de aplicação de selenito de sódio na produtividade do trigo de primavera e na atividade fotossintética das plantas, dependendo do nível de contaminação do solo com cádmio. O objeto de pesquisa foi uma variedade de trigo de primavera Zlata. As plantas foram cultivadas em um teste de estufa sob condições de cultura do solo em vasos Mitscherlich com capacidade para 6 kg de solo. Solo sod-podzólico tem sido usado para pesquisa. O selenito de sódio foi introduzido de três maneiras: tratamento de sementes pré-semeadura, tratamento foliar de plantas vegetativas no início da fase VI da organogênese - final da fase de perfilhamento - início da fase de extensão do caule e aplicação de solução salina no solo ao embalar os vasos. As amostras de controle representaram variantes sem selenito de sódio. Para avaliar a produtividade fotossintética das plantas, determinou-se o teor de clorofila nas folhas das plantas. Os resultados da pesquisa permitiram determinar o efeito protetor do selenito de sódio sobre a capacidade adaptativa de plantas em condições de estresse oxidativo devido à contaminação do solo com cádmio. O aumento da capacidade adaptativa das plantas se manifestou pela diminuição do rendimento diminuindo devido à melhoria das condições para floretes férteis e iniciações de espigas no ápice vegetativo, bem como o desenvolvimento de flores em grãos, o que contribuiu para o aumento do grão conteúdo da espiga. O efeito estimulante do selênio na intensidade dos processos fotossintéticos foi revelado, o que mostrou não apenas o aumento do teor de clorofilas, mas também as mudanças na proporção de clorofilas a e b.

ABSTRACT Soil contamination with heavy metals brings with it several environmental problems. Among these metals, cadmium (Cd) stands out as an extremely harmful element to plant development and may even cause possible loss or suppression of vegetation in various soils worldwide. Thus, it is necessary to identify tolerant species to reestablish the ecological conditions of the environment. The present study aimed to evaluate Cd tolerance in Enterolobium contortisiliquum seedlings by assessing the effects of Cd on morphophysiological and biochemical variables and determining its potential as a phytoremediator species. The experimental design was completely randomized with four replications. Five Cd concentrations (0, 25, 50, 75, and 100 µmol L-1) were assessed. At the end of the exposure period to the treatments, we measured photosynthetic, morphological (shoot and root dry weight and root morphology), and biochemical (concentration of photosynthetic pigments, hydrogen peroxide content, membrane lipid peroxidation, and guaiacol peroxidase and superoxide dismutase activity) variables in plants. Even with the activation of antioxidant enzymes, cadmium concentrations negatively affected the photosynthetic pigments and photosynthetic rate of Enterolobium contortisiliquum, which reduced biomass production and photosystem functions, evidencing its sensitivity to excess Cd. Based on these characteristics, E. contortisiliquum seedlings can be used as a bioindicator for cadmium-contaminated areas.

RESUMO A contaminação do solo por metais pesados traz consigo diversos problemas ambientais. Dentre esses metais, destacase o cádmio (Cd) como um elemento extremamente prejudicial ao desenvolvimento das plantas, podendo inclusive causar possível perda ou supressão da vegetação em diversos solos ao redor do mundo. Assim, é necessário identificar espécies tolerantes para restabelecer as condições ecológicas do ambiente. Neste estudo, o objetivo foi avaliar a tolerância ao Cd em mudas de Enterolobium contortisiliquum, avaliando os efeitos do Cd sobre variáveis morfofisiológicas e bioquímicas para determinar seu potencial como espécie fitorremediadora. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro repetições, composto por cinco concentrações de Cd: 0, 25, 50, 75 e 100 µmol L-1. Ao final do período de exposição aos tratamentos, foram medidas as variáveis fotossintéticas, morfológicas (massa seca da parte aérea e da raiz e morfologia da raiz) e bioquímicas (concentração de pigmentos fotossintéticos, teor de peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica da membrana e atividade da guaiacol peroxidase e superóxido dismutase). Mesmo com a ativação de enzimas antioxidantes, as concentrações de cádmio afetaram negativamente os pigmentos fotossintéticos e a taxa fotossintética de Enterolobium contortisiliquum. Isso resultou em uma redução na produção de biomassa e nas funções do fotossistema, fato que indica sua sensibilidade ao excesso de Cd. Devido a essas características, mudas de E. contortisiliquum podem ser utilizadas como bioindicadoras de áreas contaminadas por cádmio.

Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes concentrações de chumbo (Pb) e prata (Ag) na germinação, crescimento inicial e alterações anatômicas de Lactuca sativa L. As plantas utilizam vários mecanismos para reduzir os impactos causados pela ação antrópica, como elementos xenobióticos de solos e água contaminada por metais pesados. Esses metais foram fornecidos como nitrato de chumbo e nitrato de prata e foram estabelecidos os seguintes tratamentos: controle para ambos os metais, dose máxima de metais pesados, para solos cultiváveis, permitida pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (Ag = 25 mg.Kg-1, Pb = 180 mg.Kg-1), dobro (Ag = 50 mg.Kg-1, Pb = 360 mg.Kg-1) e triplo (Ag = 75 mg.Kg-1, Pb = 540 mg.Kg -1) desta dosagem. Foram realizados testes de vigor e germinação das sementes e possíveis alterações anatômicas nas folhas e raízes das plantas de alface. A espécie apresentou alta capacidade de germinar sob estresse de Ag e Pb, e a germinação nunca foi completamente inibida; entretanto, a germinação diminuiu com o aumento das concentrações de Pb, mas não sob estresse de Ag. O uso de doses crescentes dos metais, reduziu o vigor das sementes e aumentou o teor de clorofila. Também foi observado aumento da biomassa nas plantas a partir dos tratamentos submetidos ao Pb. Os efeitos fitotóxicos dos metais foram mais acentuados aos 15 dias após a semeadura. Anatomicamente, L. sativa foi influenciada pelas concentrações de metais, e teve uma redução de até 79,9% na espessura da epiderme radicular na maior concentração de Pb, embora algumas estruturas não tenham sofrido alterações significativas. Os resultados sugerem que L. sativa apresenta tolerância a altas concentrações de metais pesados, mostrando possíveis mecanismos para superar o estresse causado por esses metais. Nesta pesquisa a alface possivelmente utilizou o mecanismo de exclusão de metais retendo Pb e Ag nas raízes preservando o aparato fotossintético na parte aérea das plantas. De forma geral o elemento químico Pb se mostrou mais tóxico que Ag, nestas condições experimentais.

Abstract This study goal to evaluate the effects of different concentrations of lead (Pb) and silver (Ag) on germination, initial growth and anatomical alterations of Lactuca sativa L. Plants use various mechanisms to reduce the impacts caused by anthropic action, such as xenobiotic elements of soils and water contaminated by heavy metals. These metals were supplied as lead nitrate and silver nitrate and the following treatments were established: control for both metals, maximum dose of heavy metals, for arable soils, allowed by the National Council of the Environment (Ag = 25 mg. Kg-1, Pb = 180 mg. Kg-1), double (Ag = 50 mg. Kg-1, Pb = 360 mg. Kg-1) and triple (Ag = 75 mg. Kg-1, Pb = 540 mg. Kg -1) of this dosage. Vigor and germination tests of the seeds and possible anatomical changes in the leaves and roots of lettuce plants were performed. The species showed a high capacity to germinate under Pb and Ag stress, and the germination was never completely inhibited; however, the germination decreased with increasing Pb concentrations, but not under Ag stress. The use of increasing doses of metals reduced seed vigor and increased chlorophyll content. An increase in biomass was also observed in plants from treatments submitted to Pb. The phytotoxic effects of metals were more pronounced at 15 days after sowing. Anatomically, L. sativa was influenced by metal concentrations, and had a reduction of up to 79.9% in root epidermis thickness at the highest Pb concentration, although some structures did not suffer significant changes. The results suggest that L. sativa presents tolerance to high concentrations of heavy metals, showing possible mechanisms to overcome the stress caused by these metals. In this research lettuce possibly used the mechanism of exclusion of metals retaining Pb and Ag in the roots preserving the photosynthetic apparatus in the aerial part of the plants. In general, the chemical element Pb was more toxic than Ag, in these experimental conditions.

RESUMO O sepultamento de corpos é uma atividade potencialmente poluidora. Este trabalho teve como objetivo verificar a adequação das áreas de dois cemitérios públicos à legislação ambiental e à atividade cemiterial e quantificar a concentração de metais pesados nos solos que estão sob influência desses empreendimentos. Realizou-se a caracterização físico-química do solo, com a análise de amostras testemunha de solo de cada cemitério. Também foram determinadas as concentrações dos metais pesados: cádmio, chumbo, cromo, níquel, zinco e cobre, por meio de espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua. As áreas dos cemitérios apresentam condições insatisfatórias para a retenção de íons catiônicos metálicos, com percentuais de argila variando entre 15,40 e 41,40% e de areia entre 28,75 e 66,85%. Os solos testemunha apresentaram reduzida capacidade de troca de cátions entre 12,27 e 22,73 cmolc/dm³) e elevada saturação por alumínio entre 66,74 e 90,16%. Apesar de nenhum dos cemitérios apresentar concentrações dos metais analisados acima dos limites de prevenção estabelecidos pela Resolução nº 420/2009 do Conselho Nacional do Meio Ambiente, em função das características dos solos, os contaminantes podem estar sendo lixiviados para os recursos hídricos subjacentes.

ABSTRACT The burial of bodies is a potentially polluting activity. Taking this into consideration, the aim of the present study was to verify the compliance of two cemeteries with environmental legislation and to quantify the concentrations of heavy metals in soils affected by burial activities. Physicochemical characterization of the soil was performed by analyzing control samples from areas near the cemeteries. Concentrations of cadmium, lead, chromium, nickel, zinc and copper were determined using high-resolution continuum source atomic absorption spectrometry. The two cemeteries had unsatisfactory properties for the retention of metal cations, with clay percentages ranging from 15.40 to 41.40% and sand percentages ranging from 28.75 to 66.85%. The control samples presented low cation exchange capacity (12.27 to 22.73 cmolc/dm³) and high aluminum (Al3+) saturation (66.74 to 90.16%). Although neither of the two cemeteries had concentrations above the limits established for the metals analyzed by Resolution No. 420/2009 of the National Environment Council, the contaminants may be leaching to groundwater due to inadequate soil characteristics.

RESUMO Este trabalho teve como objetivo realizar um estudo de modelagem da dispersão de contaminantes no solo com águas residuárias produzidas e tratadas em uma indústria siderúrgica. Para isso, foram realizados ensaios de coluna de lixiviação utilizando amostras de solo coletadas nas áreas dentro da indústria onde aconteceria o reúso das águas residuárias tratadas nas estações de tratamento da própria siderúrgica. Com base nos ensaios, foram geradas curvas de eluição (breakthrough curves), para análise da mobilidade dos contaminantes no solo, e obtidos os parâmetros de transporte (coeficiente de dispersão, retardamento e dispersividade). As águas residuárias produzidas na siderúrgica apresentam baixas concentrações de metais pesados após o tratamento realizado, sendo apenas o ferro e o zinco, contaminantes de maior preocupação para a disposição no solo. Os solos analisados, com elevado percentual de areia, demonstraram ineficiência na retenção dos contaminantes presentes, aumentando os riscos de contaminação da água subterrânea. Conclui-se que, para a indústria siderúrgica realizar o reúso não potável das águas residuárias, deve-se associar este a técnicas de manejo e conservação do solo que aumentem a capacidade do solo em adsorver contaminantes, ou de impermeabilização na área de resfriamento de placas.

ABSTRACT This research aimed to carry out a modeling study on the dispersion of contaminants in the soil with wastewater produced and treated in a steel industry. For this purpose, column leaching tests were performed using soil samples collected in areas inside the industry where the reuse of treated wastewater would occur. Based on the tests, elution curves (breakthrough curves) were generated to analyze the mobility of contaminants in the soil, and transport parameters were obtained (dispersion coefficient, delay, and dispersivity). The wastewater produced in the steelworks has low concentrations of heavy metals after the wastewater treatment is carried out, with only iron and zinc posing a risk for wastewater disposal. The analyzed soils, with a high percentage of sand, showed a low retention capacity for the contaminants present, increasing the risks of groundwater contamination. Therefore, the non-potable reuse of treated wastewater is possible in the steel industry, but it must be associated with soil management and conservation techniques that increase the capacity of the soil to adsorb its contaminants or the impermeabilization in the area of plate cooling.

Resumo A ocorrência contínua de metais pesados é uma das principais causas de poluição ambiental devido aos seus efeitos tóxicos. A contaminação por metais pesados representa um grande risco para todas as formas de vida encontradas no meio ambiente. Em concentrações mínimas, esses metais são altamente reativos e podem se acumular nas cadeias alimentares e na cadeia alimentar, causando grandes perigos às preocupações com a saúde pública. Amostras de solo foram coletadas no esgoto de Paharang, Faisalabad. Bactérias tolerantes ao cádmio foram isoladas da amostra coletada pelo método da placa de ágar. As colônias separadas individuais selecionadas foram avaliadas quanto às suas concentrações inibitórias mínimas contra Cd. A cepa bacteriana isolada GCFSD01 apresentou valores de CIM de 30 mM/L. A colônia bacteriana que apresentou maior resistência contra o Cd foi selecionada para identificação. Após seleção da maior colônia bacteriana resistente ao Cd, coloração de Gram e diferentes testes bioquímicos foram realizados para a caracterização da bactéria isolada. A caracterização molecular do isolado bacteriano GCFSD01 foi realizada por PCR 16S rRNA confirmando a presença de Bacillus cereus. Após a identificação molecular, as condições ótimas de crescimento da cepa bacteriana também foram verificadas. A cepa GCFSD01 apresentou crescimento ótimo em pH 7 e temperatura de 37 °C. Nosso resultado revelou que a cepa de B. cereus GCFSD01 reduziu 61,3% de Cd após 48 horas. A tolerância a múltiplos metais e a redução de Cd por B. cereus indicam seu potencial para uso posterior na descontaminação do solo poluído.

Abstract Continuous occurrence of heavy metals is a major cause of environmental pollution due to its toxic effects. At minimum concentrations, these metals are highly reactive and can gather in the food chains and food web, causing major dangers to public health concerns. Soil samples were collected from Paharang drain, Faisalabad. Cadmium tolerant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Cd. The isolated bacterial strain GCFSD01 showed MIC value upto 30 mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Cd was selected for further study. Molecular characterization of bacterial isolate GCFSD01 was performed by 16S rRNA which confirmed it as Bacillus cereus. Optimum growth conditions of bacterial strain were also evaluated. Strain GCFSD01 showed optimum growth at pH 7 and 37 °C temperature. Our result revealed that B. cereus strain GCFSD01 reduced 61.3% Cd after 48 hrs. Multiple metal tolerance and Cd reduction by B. cereus indicate its potential for further use for decontamination of polluted soil.

Resumo O Arranjo Produtivo Local localizado no Agreste de Pernambuco vem desenvolvendo significativamente a economia da região. Apesar da sua importância, a atividade industrial traz preocupações ambientais relevantes no que diz respeito à eliminação de efluentes têxteis, principalmente das lavanderias industriais. Esses resíduos são compostos por diversos produtos químicos e, entre eles, vários tipos de metais pesados. A avaliação do comportamento de sorção de mecanismos de transporte de contaminantes como metais pesados é essencial para avaliar o risco de contaminação de aquíferos aluviais. Este estudo avaliou a sorção de metais pesados (Cu e Cd) em um depósito de sedimento aluvial no rio Capibaribe. Experimentos cinéticos e isotérmicos permitiram as análises de sorção de Cu e Cd. A cinética de sorção mostrou uma tendência de equilíbrio após 16h para Cu e 18h para Cd e foi melhor descrita por um modelo de pseudo-segunda ordem. Os dados de isoterma foram ajustados aos modelos Linear, Freundlich e Langmuir. Os modelos linear e de Freundlich descreveram satisfatoriamente as isotermas de sorção para os dois poluentes. Os metais em estudo representam risco de contaminação das águas subterrâneas de aquíferos aluviais, principalmente devido aos atributos físico-químicos do solo, como alto teor de areia (85%), baixa MO (2,1 g kg-1) e pH alcalino (8,2 ) As condições ambientais diminuem a absorção e facilitam a mobilidade do metal, aumentando muito os riscos ambientais inerentes à lixiviação de poluentes. O Cu apresentou maior afinidade com o solo estudado em todos os ensaios realizados em comparação com os resultados dos ensaios para o Cd.

Abstract The Local Production Arrangement, located in the Pernambuco’s Agreste state, has been significantly developing the region's economy. Despite its importance, industrial activity has caused relevant environmental concerns regarding the disposal of textile effluents, especially from industrial laundries. This waste is made up of many chemicals, and among them are various types of heavy metals. The evaluation of the sorption behavior of contaminant transport mechanisms such as heavy metals is essential to assess the risk of contamination of alluvial aquifers. This study evaluated the sorption of heavy metals (Cu and Cd) in an alluvial sediment deposit in the Capibaribe River. Kinetics and isotherm experiments allowed the analyses of Cu and Cd sorption. Kinetics sorption showed an equilibrium tendency after 16 h for Cu and 18 h for Cd and was better described by a pseudo-second order model. The isotherm data were adjusted to the Linear, Freundlich and Langmuir models. Both linear and Freundlich models satisfactorily described sorption isotherms for the two pollutants. The metals in the study represent a risk of contamination of the groundwater of alluvial aquifers, mainly due to physicochemical attributes of the soil, such as high sand content (85%), low MO (2.1 g kg-1) and alkaline pH (8.2). The environmental conditions decrease absorption and facilitate metal mobility, greatly increasing the environmental risks inherent in pollutant leaching. Cu showed a higher affinity with the soil studied in all assays performed compared with the results of the tests for Cd.

RESUMO O aporte de metais pesados é inerente à atividade de mineração, contudo a ausência de medidas de controle da poluição nas áreas mineradas concorre para a ampliação do potencial de contaminação do solo, da água e dos organismos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tempo de exposição de pilhas de estéril e rejeito que não atendem às medidas de proteção ambiental sob o estágio de contaminação do solo por metais pesados em minas de scheelita. Amostras de solo foram coletadas na camada de 0-20 cm em uma mina ativa e em uma mina desativada há quatro décadas. As amostras de solo foram submetidas às análises de granulometria, de pH e de teores dos metais pesados Fe, Mn, Cr, Ni, Cd, Cu, Zn e Pb. Os incrementos nos teores de metais pesados em níveis similares nas minas ativa e desativada indicam que mesmo um menor tempo de exposição das pilhas de estéril e rejeito tem efeito prejudicial quando não são adotadas medidas de proteção e recuperação ambiental. Esses incrementos alertam para o risco de contaminação das áreas adjacentes às minas em decorrência de erosões tanto eólicas quanto hídricas durante os eventos chuvosos intermitentes característicos da região semiárida. Os teores de Cd, Cu e Pb superiores aos valores de investigação agrícola indicam que há risco à saúde humana e que é necessária a remediação das áreas mineradas.

ABSTRACT Heavy metals contribution is inherent to mining activity, however the absence of pollution control measures in mined areas contributes to the expansion of the contamination potential of soil, water, and organisms. The aim of this work was to evaluate the effect of exposure time of tailings and overburden deposition without environmental protection measures over soil heavy metal contamination stage in scheelite mines. Soil samples were obtained from 0-20 cm depth in active scheelite mine and in deactivated scheelite mine since four decades ago. Soil samples were submitted to analyses of particle-size, pH and contents of heavy metals Fe, Mn, Cr, Ni, Cd, Cu, Zn, and Pb. The increases of heavy metals contents at similar levels in active and deactivated mines indicate that even a smaller exposure time of overburden and tailings has a harmful effect when environmental protection and recovery measures were not adopted. These increases alert to the contamination risk of adjacent areas due to wind erosion and hydric erosion during the intermittent rainy events of semi-arid region. Cd, Cu, and Pb contents higher than values of agricultural investigation indicate that there is a risk to human health and that there is need for remediation of mined areas.

RESUMO A contaminação do meio ambiente tem origem principalmente na exploração de recursos naturais e na produção industrial, que geram resíduos que normalmente acabam dispostos nos solos ou nas águas. Uma das soluções encontradas para a remediação de águas subterrâneas contaminadas é o isolamento da região (pluma) com barreiras reativas permeáveis. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a sorção de chumbo (Pb2+), cádmio (Cd2+), cromo (Cr3+) e arsênio (As5+) por dois solos, com doses de 1, 2 e 4% de cimento Portland. Ensaios de equilíbrio em lote foram realizados com soluções monoespécie de Pb2+, Cd2+, Cr3+ e As5+. Com os valores de concentração de equilíbrio do soluto na solução (Ce) e da massa de soluto sorvida por massa de solo (S), obtiveram-se isotermas de sorção, segundo os modelos de Langmuir e Freundlich. Os dados obtidos após ajuste dos modelos foram submetidos a análise de regressão para avaliar o efeito das doses de cimento. A elevação do pH provocada pela adição de cimento impossibilitou, para a maioria dos elementos em ambos os solos, ajustar os modelos teóricos de Freundlich ou Langmuir por conta da precipitação preponderante dos metais. O sorvente analisado que melhor satisfez às condições de sorção, tanto para o arsênio quanto para o chumbo, foi o solo arenoso com adição de 2% de cimento. Já para o cádmio, foi o solo argiloso com 1% de cimento. Para o cromo não foi possível estabelecer a melhor dose de cimento em razão da completa precipitação do metal em todas as doses avaliadas.

ABSTRACT Environment contamination originates mainly from the exploitation of natural resources and industrial production, with the generation of waste generally disposed on the soil or in the water. One of the solutions for the contaminated groundwater remediation is the isolation of the region (plume) with reactive permeable barriers. In this context, this work aimed to evaluate the sorption of lead (Pb2+), cadmium (Cd2+), chromium (Cr3+), and arsenic (As5+) by two soils with doses of 1, 2 and 4% of Portland cement. Batch equilibrium assays were performed with monospecific solutions of Pb2+, Cd2+, Cr3+, and As5+. Sorption isotherms were obtained from equilibrium concentration values of solute in solution (Ce) and mass of solute sorbed by soil mass (S), according to the Langmuir and Freundlich models. The data collected after models adjustment were submitted to regression analysis to evaluate the effect of the cement doses. The pH increase caused by the cement addition made it impossible for most elements in both soils to adjust the theoretical models of Freundlich or Langmuir due to the predominant precipitation of metals. The analyzed sorghum that best satisfied the sorption conditions, for both arsenic and lead, was sandy soil with 2% cement addition. As for cadmium, it was the clay soil with 1% cement. For chromium, it was not possible to establish the best cement dose due to the total metal precipitation at all doses evaluated.

RESUMO Uma das maiores preocupações quanto à aplicação de lodo de esgoto (LE) no solo se deve à contaminação por elementos-traço, dadas a persistência destes no ambiente e a sua alta toxicidade. O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores dos elementos As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se e Zn no solo, na planta e nos grãos do milho, quando plantas foram cultivadas em dois latossolos, após 16 anos com aplicação anual de doses de LE. O experimento foi instalado em condições de campo em Jaboticabal, SP. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram: T1 = 0 testemunha (fertilização mineral, sem aplicação de LE), T2 = 5 t ha-1 LE, T3 = 10 t ha-1 LE e T4 = 20 t ha-1 LE (matéria seca). A aplicação de doses de LE de 10 e 20 t ha-1 aumentou o teor disponível de Cu no latossolo vermelho eutroférrico (LVef) e os teores disponíveis de Cu, Ni, Pb e Zn no latossolo vermelho distrófico (LVd), porém sem ultrapassar os limites estabelecidos pela legislação brasileira (valores de prevenção). Os teores dos elementos As, Ba, Cd, Cr, Hg, Mo e Pb nos grãos de milho permaneceram abaixo dos limites estabelecidos para o consumo humano.

ABSTRACT One of the biggest concerns about the application of sewage sludge to the soil is due to contamination by trace elements, their persistence in the environment and high toxicity. The objective of this work was to evaluate the contents of the elements As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se, and Zn in the soil, the plants, and the grains of corn, when grown in two latosols, after sixteen years with annual application of sewage sludge doses. The experiment was conducted under field conditions in Jaboticabal, SP. The experimental design was randomized blocks with 4 treatments and 5 replications. Treatments were: T1 = 0 control (mineral fertilization, without applying LE), T2 = 5 t ha-1 LE, T3 = 10 t ha-1 LE, and T4 = 20 t ha-1 LE (dry basis). Applying LE doses of 10 and 20 t ha-1 increased the available content of Cu in LVef soil and available levels of Cu, Ni, Pb and Zn in LVd soil, without exceeding the limits established by Brazilian legislation (prevention values). The levels of elements As, Ba, Cd, Cr, Hg, Mo, and Pb in maize grains remained below the limits established for human consumption.

Resumo A contaminação de solo e plantas por metais pesados devido ao uso de águas poluídas na irrigação agrícola é motivo de grande preocupação. No presente estudo, áreas irrigadas com água do rio Vieira foram avaliadas quanto a contaminação por As, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn. Para isso foram selecionadas duas áreas, uma a montante e outra a jusante da cidade de Montes Claros. A descarga de água residuária aumentou a concentração de As e Ni na água do rio Vieira; e, consequentemente, de As, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn no solo; e de As e Zn em plantas forrageiras. No entanto, os teores de metais pesados no solo não excederam os limites internacionais recomendados. O índice de carga de poluição (PLI) e o fator de contaminação (CF) indicaram existência de poluição e contaminação moderada em solos a jusante da cidade de Montes Claros. O índice de risco ecológico potencial (RI) e o coeficiente de risco ecológico (Er) indicaram baixo risco ecológico, porém esses indicadores foram maiores no solo a jusante de Montes Claros. O As foi o único metal pesado que apresentou fator de transferência (TF) maior que os valores generalizados encontrados na literatura e índice de geoacumulação (Igeo) positivo, indicativo de poluição antropogênica.

Abstract There is great concern with soil and plant contamination by heavy metals due to the use of polluted water in agricultural irrigation. In this study, areas irrigated with Vieira River water were evaluated as to contamination by As, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn. The Vieira River receives effluent from Montes Claros city, state of Minas Gerais, Brazil. To do so, two irrigated areas were selected, one upstream and one downstream of the Montes Claros city. Wastewater discharge increased the concentration of As and Ni in the water of Vieira River, and consequently, of As, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn in the soil and of As and Zn in forage grasses. However, the content of heavy metals in the soil did not exceed the internationally recommended limits. Pollution load index (PLI) and contamination factor (CF) indicated the existence of pollution and moderate contamination in downstream soils of the city of Montes Claros. Potential ecological risk index (RI) and ecological risk factor (Er) indicated a low ecological risk, but these indicators were higher in downstream soils of Montes Claros. Arsenic (As) was the only heavy metal that featured a transfer factor (TF) higher than the widespread values found in literature and positive geoaccumulation index (Igeo), indicative of anthropogenic pollution.

RESUMO A produção de resíduos tem aumentado em proporção direta com a industrialização dos países. Sendo assim, a disposição adequada desses resíduos é uma questão largamente discutida entre os órgãos ambientais. Por isso, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito residual de adições sucessivas de resíduos de curtume e da mineração de carvão sobre as propriedades químicas do solo e o acúmulo de cromo (Cr) em mamoneira. Os tratamentos aplicados em condições de campo foram: T1 - controle, ou seja, solo sem adubação; T2 - solo adubado com nitrogênio-fósforo-potássio (NPK) + calcário para atingir pH 6,0; T3 - solo misturado com lodo de curtume em dose adequada para se atingir pH 6,0 + PK; T4 - solo receptor de duas vezes a dose de lodo de curtume utilizada no T3 + PK; T5 - solo misturado com resíduo carbonífero + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T6 - solo misturado com resíduo carbonífero + lodo de curtume em dose adequada para atingir pH 6,0 + PK; T7 - solo misturado com serragem cromada + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T8 - solo misturado com Cr mineral + lodo de curtume em dose adequada para se atingir pH 6,0 + PK. Em campo, o solo recebeu os diferentes tratamentos. Posteriormente, amostras desse solo foram acondicionadas em vasos e o experimento com as plantas foi conduzido em delineamento inteiramente ao acaso, com três repetições por tratamento. O rendimento de matéria seca mostrou que a aplicação de serragem cromada (T7) proporcionou o maior crescimento da mamoneira, bem como os maiores teores de P no seu tecido. Os teores de Cr na parte aérea das plantas não atingiram níveis que podem ser considerados de contaminação desses vegetais. A distribuição desse elemento nas diferentes partes das plantas de mamoneira demonstrou a possibilidade de utilização futura dos grãos para produção de biodiesel.

ABSTRACT The production of waste has been increasing in direct proportion to the industrialization of the countries. Therefore, the adequate disposal of these wastes is an issue widely discussed among environmental agencies. Thus, the aim of this work was to study the residual effect of successive additions of tannery and coal mining waste on the chemical properties of the soil and the accumulation of chromium in castor bean plants. The treatments applied under field conditions were: T1 - control, that is, soil without fertilization; T2- soil fertilized with nitrogen-phosphorus-potassium (NPK) + limestone to reach pH 6.0; T3 - soil mixed with tannery sludge at a dose adequate to reach pH 6.0 + PK; T4 - soil receptor of twice the dose of tannery sludge used in treatment 3 + PK; T5 - soil mixed with coal residue + NPK + limestone in an amount adequate to reach pH 6.0; T6 - soil mixed with coal residue + tannery slurry at a dose adequate to reach pH 6.0 + PK; T7 - soil mixed with chrome sawdust + NPK + limestone in adequate quantity to reach pH 6.0; T8 - soil mixed with mineral Cr + tannery sludge at a dose adequate to reach pH 6.0 + PK. In the field, the soil received the different treatments. Subsequently, samples of this soil were conditioned in pots and the experiment with the plants was conducted in a completely randomized design, with three replicates per treatment. Subsequently, samples of this soil were placed in pots and the experiment with plants was conducted in a completely randomized design, with three replications per treatment. The dry matter yield showed that the application of chrome sawdust (T7) provided the highest growth of the castor bean, as well as the higher levels of P in its tissue. Chromium content in the aerial part of the plants did not reach levels that can be considered as contamination of these plants. The distribution of chromium in the different parts of the castor bean plants demonstrated the possibility of future use of the grains to produce biodiesel.