METODOLOGIAS PARA COLETA E PREPARO DE AMOSTRAS

2.2.1 Coleta e preparo de Solos, Água e Tecido Vegetal da algaroba

As amostras de solo, água e tecido vegetal foram coletadas seguindo a cartilha da Embrapa (2000; 2006; e 2011), sendo 4 coletas em julho de 2017 e 4 em dezembro de 2017 na mina Brejuí (área 1), situada no município de Currais Novos, e 3 coletas em julho de 2017 e 3 em dezembro de 2017 na fazenda Bento Nunes (área 2), no município de Santa Cruz-RN.

As amostras de solo foram coletadas à profundidade de 20 cm. Em seguida, foram espalhados e manualmente destorroados os torrões existentes, depois foram colocadas em local ventilado e seco até completa dessecação ao ar. Após dessecação o material foi colocado em sacos plásticos, identificados e enviados para o laboratório NUPPRAR para fins de análises químicas de metais.

Para preparo das amostras para análise de metais no solo, foi utilizado o método USEPA 3051A. Pelo qual, 0,5g de massa seca foram submetidos à digestão nitroperclórica. Desta forma, 3 mL de HNO³ concentrado foram misturados deixando-se as amostras em repouso durante 20 min; a digestão foi feita na temperatura de 170 °C durante aproximadamente 5,5 min até a redução aproximada a metade do volume de HNO³. Depois deste período, foram adicionados 9 mL de HCl e a temperatura aumentada para 175 °C por 10 min até o clareamento da solução. Após o resfriamento o conteúdo do vaso digestor foi filtrado, centrifugado, decantado e diluído para um volume de 50 mL. As leituras foram feitas em espectrômetro de absorção atômica, modalidade chama, fazendo-se três avaliações para cada amostra com parcela experimental de uma alíquota do produto da digestão e analisado pelo método SW-846 apropriado.

Como material para coleta de água foram utilizados frascos de vidro âmbar de 1000 mL. Os mesmos foram lavados com água deionizada a fim de evitar contaminação. A coleta das amostras consistiu em mergulhar o recipiente de 15 cm a 30 cm abaixo da superfície da água para evitar a introdução de contaminantes superficiais. O frasco foi movimentado na direção horizontal (sempre para frente); depois foi inclinado para cima a fim de permitir a saída de ar e seu subsequente enchimento. Em seguida os frascos foram identificados e acondicionados sob refrigeração de bolsas térmicas gel em um cooler; depois enviados para fins de análises físico- químicas e de metais no laboratório NUPPRAR da UFRN.

Para análises de metais, o preparo das amostras no laboratório extraiu-se uma amostra aquosa representativa com ácido nítrico concentrado e ácido clorídrico concentrado, utilizando aquecimento por micro-ondas. As amostras foram colocadas num recipiente de micro-ondas de quartzo. O recipiente foi selado e aquecido durante um período de cerca de 15 min. Após o resfriamento o conteúdo do vaso foi filtrado, centrifugado, diluído em volume de 50 mL e analisado pelo método determinativo apropriado, como descrito nos Métodos USEPA 3015A.

Para coleta de raízes foram escolhidas raízes secundárias iniciais de plantas jovens de algaroba (Prosopis juliflora (SW.) DC) retiradas de um quadrante de 40 x 40 cm com 10 a 30 cm de profundidade, seguindo a orientação da cartilha da Embrapa (2000). Após a coleta as raízes foram selecionadas quanto à qualidade fitossanitária e por uniformidade de tamanho; em seguida foram lavadas com água de torneira e depois com água deionizada. A seguir foram secas em estufa com circulação forçada de ar à temperatura de 65°C por 72 h; a massa seca de cada órgão foi triturada em moinho de aço inoxidável de facas tipo Willey, acondicionadas em tubos falcon de 50ml, etiquetadas e levados para análise de metais no Laboratório NUPPRAR da UFRN.

Na metodologia de preparo das amostras para análise de metais na raiz da algaroba foi utilizado o método USEPA 3052; segundo o qual 0,5/g de massa seca de cada amostra foram pesados em balança analítica e submetidos a digestão nitroperclórica. Desta forma, 9 mL de HNO³ concentrado foram misturados deixando-se as amostras em repouso durante 15 min. A digestão foi feita a 180 °C durante aproximadamente 5,5 min até a redução de aproximadamente a metade do volume de HNO³ adicionado. Depois deste período, foi adicionado 3 mL de HClO e a temperatura do bloco digestor aumentada para 185 °C, por 9,5 min até o clareamento da solução. Após resfriamento o conteúdo do vaso digestor foi filtrado, centrifugado e decantado, depois diluído para um volume de 50 mL e levado para leitura em espectrômetro de absorção atômica, modalidade chama, fazendo-se três avaliações para cada órgão com parcela

experimental de uma alíquota de 50 mg do produto da digestão e analisado pelo método SW- 846 apropriado.

Na determinação dos metais foi utilizado um ICP-OES (Thermo Fisher Scientific, Bremen, Alemanha), modelo iCAP 6300 Duo, com vista axial e radial, detector simultâneo CID (Charge Injection Device). Argônio comercial com pureza de 99,996% (White Martins-Praxair) foi utilizado na geração do plasma, sendo também utilizado como gás de nebulização e auxiliar. No sistema de introdução de amostra foi utilizado um nebulizador Burgener Miramist e câmara de nebulização do tipo ciclônica. Nesse sistema, a amostra era bombeada para o plasma com uma bomba peristáltica acoplada ao equipamento e seu fluxo era controlado pelo programa (iTeva – Thermo Scientific). A tocha utilizada foi de quartzo do tipo desmontável. Os parâmetros instrumentais foram otimizados em função da robustez do plasma para soluções aquosas acidificadas. Foram estes: Potência da fonte de RF, 1150 W; vazão do gás nebulizador, 0,75 L/min; vazão do gás auxiliar, 0,5 L/min; tempo de estabilização, 15segundos, (NUPPRAR, 2018).

Tanto no solo, na água, como nas raízes, foram analisados a presença e a quantificação de alumínio (Al), prata (Ag), cadmio (Cd), cromo (Cr), níquel (Ni), chumbo (Pb), ferro (Fe), manganês (Mn), cobalto (Co), zinco (Zn) e cobre (Cu).

Os valores de cada variável foram comparados com os indicados pelas legislações pertinentes: para água, resolução 357/2005 do Conama, Tabela III – Classe 3. Águas doces e a resolução 430/2011 que complementa e altera a 357/2005 que dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade de água quanto à presença de substâncias químicas. Para solo, a resolução 420/2009 do Conama, que dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas em decorrência de atividades antrópicas. E os (VQRs) valores de referência de qualidade para solos do Estado do Rio Grande do Norte, (PRESTON, 2014).

2.2.3 Análises estatísticas

As análises estatísticas foram realizadas mediante análise descritiva do conteúdo de metais em amostras de solo, água e tecido vegetal, além da caracterização físico-química das amostras de água. A comparação entre conteúdo de metais foi realizada através dos métodos de Kruskall-Wallis e U de Mann Withney. A análise da relação entre variáveis foi realizada

utilizando o coeficiente de correlação de Spearman. Diferenças estatisticamente significativas foram estabelecidas com p < 0,05. Aplicou-se o fator de Bioacumulação (Metal.raiz / Metal.solo x 100) para identificar o percentual acumulado de cada metal nas raízes da algaroba. Os dados foram analisados por meio do programa SPSS Statistics (Statistical Package for the Social Science) versão 20.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os tipos de relevo e os solos presentes nas áreas onde estão localizadas a mina (área 1) e a fazenda (área 2) são planos, pouco desenvolvidos e profundos. Por estarem assentados diretamente sobre rochas ou materiais das rochas do embasamento cristalino se tornam fragilizados, estando susceptíveis às condições adversas como o intemperismo, ventos e chuvas, causando neles erosão e/ou degradação, compactação, saturação, além de lixiviação e percolação de contaminantes químicos para outros compartimentos, como sedimentos e corpos d´água (DANTAS, 2010). A área objeto de estudo caracteriza-se por apresentar elevadas temperaturas e escassa pluviosidade. Particularmente as regiões antropizadas que sofrem da degradação e poluição, por consequência da atividade de mineração, e que apresentam as supracitadas condições climáticas, alteram o equilíbrio biogeofísico decorrentes de fatores erosivos ou degradantes do embasamento cristalino e do sistema hidrológico com baixo potencial na região, evidenciando o grau de impacto e tipo de utilização antrópica da atividade mineral decorrente, além dos agentes endógenos e exógenos que agem sobre o ambiente, impactando significativamente sobre o ambiente e sobre o crescimento das espécies vegetais (Olimpio, 2007; Dantas, 2010; Pereira, 2015).

Além disso, segundo Smith et al. (2009), a baixa precipitação pluviométrica e a alta taxa de evaporação têm contribuído para ocorrência do processo de compactação, salinização e/ou sodificação dos solos nas regiões semiáridas, esse excesso de salinidade no solo e sua incapacidade de não ser lixiviada pode comprometer a disponibilidade de água e de nutrientes para as plantas, por afetar diretamente o potencial osmótico da solução do solo. Já o alto nível de sódio trocável ocasiona degradação da estrutura do solo, dispersão da argila e toxidez nas plantas podendo, até, impedir a germinação das sementes e o desenvolvimento das raízes (SMITH et al., 2009). Em vista disso podemos citar as condições de relevo, edafoclimáticas e

vegetação, como alguns dos fatores que afetam consideravelmente as condições ambientais locais das áreas em estudo, tendo influência direta nos parâmetros aqui analisados de metais em solo, água e tecido vegetal.

As condições de precipitação pluviométrica encontrada nos dois períodos distintos no dia da coleta nas duas áreas, sendo as primeiras coletas em julho de 2017, no fim da estação das águas (caracterizado como estação chuvosa) cuja precipitação medida na região onde está localizada a fazenda (área 2) foi de 250,8 milímetros acumulados de janeiro a julho, e a segunda no período de dezembro de 2017, considerado de escassez hídrica com apenas 5,6 mm de chuva acumulado de agosto a dezembro (EMPARN, 2019).

Os dados pluviométricos de 2017 referente ao município de Currais Novos aonde está situado a mina (área 1), não estão disponíveis. Vale pontuar que o município de Currais Novos foi um dos mais castigados pela seca no ano de 2017, estando seus dois reservatórios de abastecimento da população secos nesse período (EMPARN, 2019). Figura 2.

Figura 2. Descrição climatológica das áreas objeto de estudo tendo em conta o nível de precipitação acumulada em 2017. Fonte: Mapas de chuvas acumuladas – EMPARN (2019).