Fitoextração e hiperacumulação de arsênio por espécies de samambaias

O arsênio e um metalóide traço encontrado basicamente em todos os ambientes. Elevadas concentrações de arsênio no solo podem acontecer naturalmente devido ao intemperismo de rochas ricas em arsênio, como também de atividades antropogênicas. O arsênio é um elemento tóxico e cancerígeno. Em muitas partes do mundo, a contaminação pelo arsênio tem causado problemas ambientais e de saude. As técnicas disponíveis para a remediação do arsênio são economicamente proibitivas, destroem a paisagem natural e ainda podem afetar a saúde de pessoas diretamente envolvidas no processo. A fitoextração, uma das estratégias da fitoremediação, utiliza plantas para descontaminar solos e tem sido aplicada com sucesso em solos contaminados com arsênio e outros elementos. Dentre muitas vantagens, essa técnica tem baixo custo quando comparada com as convencionais. Um ponto chave no desenvolvimento da fitoextração foi a constatação de que samambaias hiperacumulam arsênio. Primeiro, em Pteris vittata, que apresentou extraordinária capacidade para remover arsênio do solo, concentrando 2.3% do arsênio na biomassa. Em seguida, foi observado que a samambaia Pityrogramma calomelanos possui capacidade semelhante para acumular arsênio. Essa característica peculiar foi observada em outras samambaias do genero Pteris. Em geral, essas plantas parecem apresentar mecanismos constitutivos e adaptativos que permitem elevada absorção e sobrevivência em solos com altas concentrações de arsênio. Muitas pesquisas têm sido conduzidas no sentido de entender e aumentar a capacidade de aborção de arsênio dessas plantas. Em particular, a chave para a aplicação bem sucedida da fitoremediação parece estar na biologia molecular.Arsenic (As) is an ubiquitous trace metalloid found in all environmental media. Its presence at elevated concentrations in soils derives from both anthropogenic and natural inputs. Arsenic is a toxic and carcinogenic element, which has caused severe environmental and health problem worldwide. Technologies currently available for the remediation of arsenic-contaminated sites are expensive, environmentally disruptive, and potentially hazardous to workers. Phytoextraction, a strategy of phytoremediation, uses plants to clean up contaminated soils and has been successfully applied to arsenic contaminated soils. It has the advantage of being cost-effective and environmentally friendly. A major step towards the development of phytoextraction of arsenic-impacted soils is the discovery of the arsenic hyper accumulation in ferns, first in Pteris vittata, which presented an extraordinary capacity to accumulate 2.3% arsenic in its biomass. Another fern, Pityrogramma calomelanos was found to exhibit the same hyperaccumulating characteristics. After that, screening experiments have revealed that the Pteris genus is really unique in that many species have the potential to be used in phytoextraction of arsenic. In general, these plants seem to have both constitutive and adaptive mechanisms for accumulating or tolerating high arsenic concentration. In the past few years, much work has been done to understand and improve the hyperaccumulating capability of these amazing plants. In particular, the field of molecular biology seems to hold the key for the future of the phytoremediation

Solo de Mata Atlântica como referência na avaliação da qualidade do solo em pomares de coqueiro sob diferentes manejos

The evaluation of the soil quality is important to identify potential problems of soil degradation.The assessment of the soil quality requires the determination of several soil parameters and the integration of specific soil properties measurements into mathematical models, such as the soil quality index (SQI).The aims of this study were to: (i) determine the SQI for an Ultisol under a remnant of Atlantic Rain Forest; (ii) use the SQI for the Atlantic Rain Forest as a reference to evaluate the effects of conventional and integrated management in coconut orchards. It was hypothesized that the conventional management of coconut (Cocos nuciferaL.) orchards reduces the SQI compared with Atlantic Rain Forest. A soil quality index was constructed using an additive model that considered three main soil functions (the ability of the soil to promote root growth, water storage and flux, and nutrient supply) and a set of soil indicators. The SQI values were 0.66, 0.54 and 0.46 for the Atlantic Forest,integrated and conventional orchards, respectively; therefore, there was decline in soil quality in both orchards. Even though there was an increase in the organic matter content in the integrated coconut orchard as result of the maintenance of the organic residues on the soil surface and the presence of cover crops, the SQI indicated that, in that type of highly weathered soil, a more conservative approach needs to be applied to avoid further soil quality degradation. A avaliação da qualidade do solo é importante para identificar potenciais problemas de degradação do solo. Para tanto, é necessário a determinação de vários parâmetros bem como a integração de propriedades específicas do solo em modelos matemáticos, como por exemplo, o índice de qualidade do solo (IQS). Os objetivos do presente estudo foram: i) determinar o IQS de um Argissolo sob Mata Atlântica; ii) utilizar o IQS da Mata Atlântica para avaliar os efeitos dos manejos convencional e integrado em pomares de coco (Cocos nucífera L). A hipótese postulada foi a de que o manejo convencional do coqueiro reduz o IQS quando comparado com a Mata Atlântica. O IQS foi construído usando um modelo aditivo que considerou três principais funções do solo (capacidade do solo em promover crescimento do sistema radicular, permitir o fluxo e o armazenamento de água, e fornecer nutrientes) e um grupo de indicadores. Os valores do IQS foram 0,66; 0,54; 0,46, para a Mata Atlântica, manejo integrado e manejo convencional, respectivamente. Portanto, houve um declínio na qualidade do solo nos dois pomares. Embora tenha sido observado um aumento no teor de material orgânico no pomar de manejo integrado, onde os resíduos orgânicos e culturas de cobertura são dispostos na superfície do solo, o IQS indicou que, em solos muito intemperizados, as práticas conservacionistas precisam ser mais efetivas

Arsenic phytoextraction and hyperaccumulation by fern species Fitoextração e hiperacumulação de arsênio por espécies de samambaias

Arsenic (As) is an ubiquitous trace metalloid found in all environmental media. Its presence at elevated concentrations in soils derives from both anthropogenic and natural inputs. Arsenic is a toxic and carcinogenic element, which has caused severe environmental and health problem worldwide. Technologies currently available for the remediation of arsenic-contaminated sites are expensive, environmentally disruptive, and potentially hazardous to workers. Phytoextraction, a strategy of phytoremediation, uses plants to clean up contaminated soils and has been successfully applied to arsenic contaminated soils. It has the advantage of being cost-effective and environmentally friendly. A major step towards the development of phytoextraction of arsenic-impacted soils is the discovery of the arsenic hyper accumulation in ferns, first in Pteris vittata, which presented an extraordinary capacity to accumulate 2.3% arsenic in its biomass. Another fern, Pityrogramma calomelanos was found to exhibit the same hyperaccumulating characteristics. After that, screening experiments have revealed that the Pteris genus is really unique in that many species have the potential to be used in phytoextraction of arsenic. In general, these plants seem to have both constitutive and adaptive mechanisms for accumulating or tolerating high arsenic concentration. In the past few years, much work has been done to understand and improve the hyperaccumulating capability of these amazing plants. In particular, the field of molecular biology seems to hold the key for the future of the phytoremediation.<br>O arsênio e um metalóide traço encontrado basicamente em todos os ambientes. Elevadas concentrações de arsênio no solo podem acontecer naturalmente devido ao intemperismo de rochas ricas em arsênio, como também de atividades antropogênicas. O arsênio é um elemento tóxico e cancerígeno. Em muitas partes do mundo, a contaminação pelo arsênio tem causado problemas ambientais e de saude. As técnicas disponíveis para a remediação do arsênio são economicamente proibitivas, destroem a paisagem natural e ainda podem afetar a saúde de pessoas diretamente envolvidas no processo. A fitoextração, uma das estratégias da fitoremediação, utiliza plantas para descontaminar solos e tem sido aplicada com sucesso em solos contaminados com arsênio e outros elementos. Dentre muitas vantagens, essa técnica tem baixo custo quando comparada com as convencionais. Um ponto chave no desenvolvimento da fitoextração foi a constatação de que samambaias hiperacumulam arsênio. Primeiro, em Pteris vittata, que apresentou extraordinária capacidade para remover arsênio do solo, concentrando 2.3% do arsênio na biomassa. Em seguida, foi observado que a samambaia Pityrogramma calomelanos possui capacidade semelhante para acumular arsênio. Essa característica peculiar foi observada em outras samambaias do genero Pteris. Em geral, essas plantas parecem apresentar mecanismos constitutivos e adaptativos que permitem elevada absorção e sobrevivência em solos com altas concentrações de arsênio. Muitas pesquisas têm sido conduzidas no sentido de entender e aumentar a capacidade de aborção de arsênio dessas plantas. Em particular, a chave para a aplicação bem sucedida da fitoremediação parece estar na biologia molecular