A CONCENTRAÇÃO DE MERCÚRIO NA SERAPILHEIRA

A média anual da concentração de Hg na serapilheira depositada no período de novembro de 2005 até outubro de 2006 na floresta do Camorim, PEPB, foi de 238+ 52 ng g-1, tendo como valor mensal mínimo 167 ng g-1 e máximo de 334 ng g-1 (Figura 13), pertencentes ao mês de janeiro e outubro respectivamente. As maiores concentrações de mercúrio na serapilheira foram observadas nos meses de fevereiro a abril e em outubro de 2006.

0 50 100 150 200 250 300 350 400 n o v /0 5 d e z /0 5 ja n /0 6 fe v /0 6 m a r/0 6 a b r/0 6 m a i/0 6 ju n /0 6 ju l/0 6 a g o /0 6 s e t/0 6 o u t/0 6 c o n c e n tr a ç ã o d e H g n g g -1

Os valores encontrados para a concentração de Hg na floresta do PEPB são de 2-4 vezes maiores que os encontrados em trabalhos recentes realizados no Hemisfério Norte (Grigal et al, 2000; Grigal, 2003; Schwesig; Matzner, 2001; St. Louis et al, 2001). Porém em uma extensa revisão sobre o tema em florestas Boreais e Temperadas do Hemisfério Norte, os valores do presente estudo estão em 1 ordem de grandeza acima da média das concentrações de Hg em serapilheira encontradas em 80% das 11 observações realizadas por Grigal (2002). Quando comparados com os dados das regiões tropicais, os 237,7+ 51,8 ng g-1 encontrados neste estudo, diferem significativamente dos valores encontrados no sudeste brasileiro (FOSTIER et al., 2003; OLIVEIRA et al., 2006; SILVA-FILHO et al., 2006) como mostra a tabela 5. É importante ressaltar que, uma parte desta diferença pode ser creditada à metodologia de coleta empregada. Esta influência será discutida mais a frente.

Ao compararmos as concentrações de Hg na serapilheira do PEPB na mesma área de estudo entre 2000/2001 (OLIVEIRA et al., 2006) com os dados do presente trabalho, foi encontrado com 95% de confiança uma diferença significativa entre as médias através do teste “t” de student. Logo, duas hipóteses não excludentes são geradas: houve um aumento da carga atmosférica de Hg na região, juntamente com uma maior eficiência na captura estomática do Hg por diferenças climáticas. A contribuição da fração folhas também foi ampliada em 20%, sendo esta a principal fração acumuladora de Hg quando comparada a outras frações (FLECK et al., 1999; RASMUSSEN, 1991), o que levou a uma maior concentração de mercúrio por grama de serapilheira. Porém somente considerando esse incremento de biomassa foliar, não seria suficiente para explicar a diferença entre as médias. Por não haver medidas da carga atmosférica de Hg na área de estudo, nos respectivos anos dos trabalhos, não podemos estimar a influência direta da carga atmosférica sobre a concentração destes valores de Hg foliar. Todavia, tanto a deposição seca do Hg quanto a troca gasosa, são influenciados pelo clima.

Pela análise dos valores de Hg em serapilheira, estimados na mesma área (OLIVEIRA

et al., 2006) e por diversos artigos relatando poluição atmosférica na cidade do Rio de

Janeiro, era esperado valores acima da média para tal parâmetro. Agências governamentais, em seus relatórios anuais sobre qualidade do ar, apontam para um quadro de poluição do ar em vários locais deste grande centro urbano (FEEMA, 2006). Outro exemplo é o levantamento realizado na floresta secundária tardia do Parque Nacional da Tijuca, no qual Silva-Filho e Ovalle (1984) documentaram a ocorrência de chuva ácida, como conseqüência da alta carga de poluentes lançados na atmosfera da cidade do Rio de Janeiro. Trindade e colaboradores (1981) encontraram concentrações de diversos poluentes atmosféricos, inclusive metais pesados, nas imediações da Floresta da Tijuca que também corroboram para

este quadro de poluição intensa nesta grande Metrópole há décadas. Poucos são os trabalhos que mensuraram as entradas de Hg em ambientes terrestres nesta região (CINTRA, 2004), porém, Marins e colaboradores (1996) encontraram valores altos em estudo na Baía de Sepetiba, à aproximadamente 20 km da área deste estudo, foram encontrados para a precipitação coletada durante um ano, valores entre 30 ng.L-1 até 164 ng.L-1, resultando numa deposição média anual total de 76 µg m-2. Estes valores segundo o autor condizem com os encontrados para outras zonas industrializadas na América do Norte e Europa. Já Cintra (2004) revela em um estudo mais recente valores extremos de Hg na chuva no período de um ano, 180 µg m-2. Estas concentrações apontadas aqui representam médias de um grande centro urbano e industrial, produtor de grande carga atmosférica poluidora, justificando as altas concentrações de Hg na serapilheira.

A contribuição fisiológica das plantas está indiretamente explícita nas diferenças entre médias de áreas da Zona Boreal e Temperada, quando comparadas aos valores de áreas tropicais (Tabela 5). Em latitudes elevadas, mesmo em áreas poluídas (GRIGAL, 2002), não existem valores de concentração superiores aos encontrados nos trópicos. Mesmo a concentração de Hg foliar em áreas remotas nos trópicos, como na floresta Amazônica da Guiana Francesa (MÉLLIÈRES et al., 2003), foi próxima aos maiores valores de Hg encontrados em florestas temperadas e boreais (Tabela 5).

TABELA 5 - Concentração média e fluxo anual de Hg em diversos ecossistemas florestais.

Tipo florestal Referências ng Hg g-1 _{µg Hg m}-2 _ano -1

Floresta Boreal de

Coníferas Schwesig & Matzner, 2001 70 + 20 15 Floresta Boreal Mista St. Louis et al, 2001. 42 + 2,2 12 Floresta Temperada Grigal et al, 2000. 38 + 1,4 12 Floresta Amazônica Roulet et al, 1998. 92 + 13 52* Floresta Amazônica Mélières et al, 2003. 64 + 14 a _45** Floresta Amazônica Magarelli, 2006 _{48 ± 10 43 ± 14*} Mata Atlântica – São

Paulo, SP Fostier et al, 2003 97 72 ± 48*

Mata Atlântica –

Cunha, SP Fostier et al, 2003 70 60 ± 36*

Mata Atlântica – Ilha

Grande, RJ Silva-Filho et al, 2006. 131+ 74 122 Mata Atlântica – Rio

*estimado a partir de seis meses de coleta ** estimado a partir de um mês de coleta a relativa às folhas vivas do dossel.

Um exemplo da influência climática do ambiente externo da folha sobre o sequestro de Hg gasoso pode ser ilustrado da seguinte maneira: no período estudado por Oliveira e colaboradores (2005) no mesmo local, houve apenas 1187 mm de precipitação em 12 meses enquanto que neste estudo verificamos uma entrada de 1620 mm no mesmo intervalo. O que pode ter colaborado para um menor stress hídrico, maior produção primária e maior abertura estomática em períodos pós-chuva no intervalo estudado. Ao mesmo tempo em temperaturas mais elevadas, haveria uma maior deposição do mercúrio gasoso (SCHROEDER; MUNTHE, 1998), além de uma maior difusibilidade entre as células das folhas neste clima.

Se somente considerarmos os níveis de [Hg] atmosféricos e o fluxo de Hg foliar como sugerido por Hanson (1995) na estimativa de um ponto de compensação, não haveria grandes concentrações (MÉLIÈRES et al., 2003; ROULET et al., 1998) em florestas distantes das áreas urbanas, onde se encontram níveis baixos de Hg na atmosfera. Porém, Graydon (2006) considera que eventos de deposição apesar de mais raros são muito significativos para o balanço positivo do seqüestro foliar de Hg. Em contrapartida, o mesmo autor sugere um ponto de saturação, demonstrando que quando houvesse altas concentrações atmosféricas de Hg, cessaria o acréscimo, como resposta a saturação dos sítios de ligação para o elemento no interior do tecido vegetal.

Os desvios padrões relativamente altos (Tabela 6) encontrados nas concentrações de duplicatas (n=7) das amostras quinzenais (subamostras retiradas da homogeneização escolhidas aleatoriamente) refletem a dificuldade encontrada na homogeneização (REA; KEELER, 1996), conseqüência da não completa trituração de partes como vasos xilemáticos e pecíolos, que diferem negativamente da concentração obtida exclusivamente das lâminas foliares (MÉLIÈRES et al., 2003). Neste trabalho como obtivemos médias quinzenais, pôde- se gerar médias mensais mais precisas a partir das médias quinzenais. A partir daí pode-se avaliar o erro relativo para cada amostra, definido como a diferença entre as concentrações das duplicatas divididas pela média respectiva, apresentado em porcentagem.

Mata Atlântica – Rio

TABELA 6 – Valores do Erro relativo, a partir de duplicatas das amostras mensais retiradas da mesma coleta, durante o período de amostragem.

As folhas das espécies florestais, como demonstrado pelas análises de folhas vivas do dossel, apresentam grandes diferenças em suas concentrações podendo variar entre 32–114 ng g_1 (n=11) (MÈLIÈRES et al., 2003) na região Amazônica. E em contrapartida, variam entre 13,3 até 49,1 ng g_1 (n=4) para espécies da zona temperada (MILLHOLLEN et al., 2006). Esse alto desvio encontrado entre as espécies deve-se a alta diversidade de espécies Isso contribui para uma concentração média na serapilheira com grande variação devido aos valores discrepantes das espécies produtoras. Como, cada planta sempre-verde, controla a abscisão de suas folhas em um processo contínuo e complexo variando com a brotação (FERRAZ et al., 1999) existem concentrações distintas de Hg na serapilheira em conseqüência do tempo médio de vida das folhas e ainda as diversas características morfológicas; tricomas, rugosidades e ceras epicuticulares (BOEGER et al., 2004; REA et al., 2002) que podem variar até mesmo de indivíduo para indivíduo. A presença de espécies decíduas poderia diluir as concentrações mensais já que estas perante as espécies sempre verdes, teriam menores níveis de mercúrio (RASMUSSEN et al., 1991). Outro fator importante a ser lembrado quando discutimos concentrações de mercúrio em folhas de plantas decíduas, é o de que a serrapilheira possui concentrações maiores que as folhas vivas do dossel (REA et al., 2001). A translocação dos compostos químicos dentro da folha antes de sua queda (REA et al., 2002), faz com que se concentrem elementos não essenciais para as

Duplicata referente a

coleta do dia: [Hg] ng. g-1

Diferença entre

duplicatas Erro relativoa

3/1/2006 212,4 35 18% 177,4 27/1/2006 127,5 25 18% 152, 5 26/4/2006 467,5 110 27% 357,5 3/6/2006 222,4 95 54% 127,5 19/6/2006 327,5 55 18% 272,4 19/7/2006 247,5 75 36% 172,5 12/9/2006 207,5 30 16% 177,5 Média do erro relativo 27% Desv. padrão do erro 14%

plantas na massa foliar, como o mercúrio, já que há a retirada de elementos essenciais devido a essa translocação. O acúmulo superficial de Hg no período entre coletas, descrito por Rea e colaboradores (1996) onde, as amostras ficaram em campo durante o intervalo de dois meses, poderia justificar valores mais elevados. Evidenciando, por tanto, a importância da maior freqüência das coletas para os estudos de análise quantitativa de elementos na serapilheira. Porém, neste trabalho, a serapilheira permaneceu no máximo duas semanas em campo.

Estas elevadas concentrações refletem uma possível maior captura de Hg via estômatos pelas plantas tropicais, já que esta é a principal via de entrada de Hg nas folhas (ERICKSEN et al., 2003; GRIGAL, 2002; St.-LOUIS et al., 2001) e a floresta tem uma área de superfície porosa (relativa aos estômatos) quase 3 vezes maior do que das florestas temperadas e boreais (LARCHER, 2000). Outro ponto que corrobora para essa diferença, na média das concentrações entre latitudes, é a disponibilidade do mercúrio oriundo da deposição seca, que como visto na literatura (LINDBERG et al, 1991), correlaciona-se positivamente com a temperatura, sendo este input responsável por 70% - 80% do Hg que entra no sistema florestal via atmosfera (REA, 1999).