1
INFLUÊNCIA DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE PETRÓLEO NAS TAXAS
FOTOSSINTÉTICAS DA MACRÓFITA AQUÁTICA SUBMERSA ENRAIZADA
Egeria densa
SORAIA DA SILVA VICTÓRIO
Orientador: ANTONIO FERNANDO MONTEIRO CAMARGO
Co-orientador: GUSTAVO GONZAGA HENRIQUE DA SILVA
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Instituto de Biociências
do Campus de Rio Claro, Universidade
Estadual Paulista, “Julio de Mesquita
Filho” - para obtenção do grau de
Bacharel e Licenciado em Ciências
Biológicas.
Rio Claro
Estado de São Paulo – Brasil
Novembro - 2006
2
Aos meus queridos pais,
com todo amor e gratidão.
3
Sossega, coração! Não desesperes!
Talvez um dia, para além dos dias,
Encontres o que queres porque o queres.
Então, livre de falsas nostalgias,
Atingirás a perfeição de seres.
Mas pobre sonho o que só quer não tê-lo!
Pobre esperança a de existir somente!
Como quem passa a mão pelo cabelo
E em si mesmo se sente diferente,
Como faz mal ao sonho o concebê-lo!
Sossega, coração, contudo! Dorme!
O sossego não quer razão nem causa.
Quer só a noite plácida e enorme,
A grande, universal, solene pausa
Antes que tudo em tudo se transforme.
(Fernando Pessoa)
4
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Dr. Antonio Fernando Monteiro Camargo pela orientação
acadêmica, incentivo à busca do conhecimento em Limnologia, paciência ao deparar
com meus atropelos, compreensão em meus desesperos e dúvidas na carreira
5
científica, amizade por meio de longas conversas seja no R.U., na cantina ou no
Departamento de Ecologia.
Ao Carlinhos, nosso descontraído, atencioso e extrovertido técnico do
Laboratório de Ecologia Aquática, pelo auxílio no campo e durante análises
químicas, pelas piadinhas e animações até mesmo nos momentos complicados. Sua
ausência tornaria o laboratório um ambiente monótono, árduo e sem alegria.
Aos colegas de estágio pela companhia no laboratório e pela imensa ajuda
durante meus experimentos e análises de resultados: Gustavo (meu dedicado coorientador conhecedor do STATISTICA e agora Mossorense), Maura (Piracicabana
guerreira, muito paciente e atenciosa), Renatinha (seu único defeito é ser soprano,
mas sua atenção e descontração camuflam esse problema), Zé Francisco (pelos
conselhos no trabalho), Ana e Lara.
À ANP (Agência Nacional do Petróleo), ao PRH05 pela bolsa de iniciação
concedida para a realização deste trabalho. Pelas amizades e pelo conhecimento
adquirido ao entrar neste programa.
Ao Professor Dr. Dimas Dias Brito por toda ajuda prestada.
Aos meus amigos Acácio, Luana e Talento que suportaram minhas aflições,
desesperos e choradeiras durante o curso e ao escrever este trabalho.
Ao pessoal do Departamento de Ecologia: Marilene, Sandra, Sérgio, Sueli e a
todos os professores.
Às turmas de Ciências Biológicas Integral 2003 e Noturno 2002 de Rio Claro
em especial Meiri, Lígia, Itu, Carlão, Luana, Keli, Talita, Mazzeo. E à turma de
Ciências Biológicas de Bauru 2002, principalmente aos amigos que deixei, mas não
esqueci: Fabi e Gabriel. Foram os chamamentos da vida.
Ao pessoal do cursinho Práxis que me fez descobrir “a professora” dentro de
mim. Deparei-me com o incrível prazer de “trocar conhecimentos”, trabalhar com
minha timidez e sentir que sou capaz de lecionar, de expor o pouco que aprendi a
esses alunos carentes. Ministrar aulas: um cansaço delirante. Fico feliz ao ver meu
desenvolvimento e as amizades que cultivei.
Às meninas da república Conexão: Dri, Luisa, Maytê, Caru, Groselha, Rita.
Ao meu amigo, companheiro de Prática de Ensino e de cursinho o professor
Nickeloude. Pelas risadas gostosas e boas lembranças. Esses momentos estarão
para sempre em minha memória.
6
À minha irmã Sheila pelos conselhos, por ser exemplo de vitória, uma
batalhadora excepcional, inteligente, amiga, bióloga e também um pouco brava. Ao
meu irmão Ricardo pelo carinho, atenção, dedicação, amizade, bate-papos e
principalmente por ser meu “cozinheiro de mão cheia”. Amo muito vocês!
À Tia Sabastiana (in memoriam) por sua ajuda, pelas palavras de
encorajamento e pelos momentos de alegria.
Aos meus queridos e adoráveis pais José e Maria e à minha tia Mariana, pelo
incentivo, confiança, amizade, carinho e apoio de vocês. Por terem suportado meus
momentos de estresse. Como conseguiram? Amo muito vocês três!
Ao meu anjo da guarda, por nunca me abandonar.
SUMÁRIO
Página
RESUMO
6
7
1. INTRODUÇÃO
8
2. MATERIAL E MÉTODOS
11
3. RESULTADOS
14
4. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
20
5. REFERÊNCIAS
23
6. ANEXOS
27
RESUMO
As macrófitas aquáticas são consideradas um dos principais produtores
primários em ecossistemas aquáticos. Variáveis como intensidade luminosa,
8
temperatura e carbono inorgânico dissolvido podem influenciar nas taxas
fotossintéticas desses vegetais. No entanto, poucos são os trabalhos que relatam os
efeitos do derramamento de petróleo sobre esta comunidade vegetal. Neste
contexto, objetivou avaliar o efeito de diferentes concentrações de petróleo (UrucuAM) no ganho de biomassa e nas taxas fotossintéticas de E. densa. Vinte e quatro
ramos apicais de E. densa com seis centímetros cada foram cultivados em unidades
experimentais (1,2 L de solução nutritiva e sedimento) durante 20 dias. O
delineamento experimental consistiu de quatro tratamentos e seis réplicas. O
primeiro tratamento foi considerado como controle (sem adição de petróleo), o
segundo com baixa concentração de petróleo (0,012 Lm-2), o terceiro com
concentração média (0,061 Lm-2) e o quarto com alta concentração (0,122 Lm-2).
Foram medidas as variáveis físicas e químicas da água e a biomassa de E. densa
dos diferentes tratamentos no início e no final do experimento. Após o vigésimo dia
os ramos apicais foram retirados das unidades experimentais e utilizados para a
determinação das taxas fotossintéticas. A fotossíntese líquida foi determinada pelo
método de frascos claros e medida as concentrações de oxigênio dissolvido pelo
método de Winkler. Os resultados indicam um maior crescimento desta espécie no
tratamento com maior concentração de petróleo quando comparados ao controle e
ao tratamento com baixa concentração. As taxas fotossintéticas diminuíram com o
aumento das concentrações de petróleo. No tratamento controle o valor médio da
fotossíntese líquida foi de 2,97 mg O2 g-1 PS h-1 e no tratamento com altas
concentrações de petróleo foi de 0,0 mg O2 g-1 PS h-1, indicando perda da atividade
fotossintética. Pode-se concluir que concentrações de 0,122 Lm-2 de petróleo
alteram a atividade fotossintética de E. densa.
9
1. INTRODUÇÃO
O processo de alteração gradativa do ambiente é resultante, principalmente, de
atividades provocadas pela ação humana que podem causar desequilíbrio parcial ou
10
total dos ecossistemas. Uma das fontes poluidoras são as refinarias de petróleo e os
resíduos nela gerados.
O petróleo pode ser classificado, de acordo com sua densidade relativa, em leve,
médio e pesado. O petróleo considerado leve apresenta uma densidade inferior a
0,82; o médio apresenta densidade variando entre 0,82 e 0,97 e o pesado tem uma
densidade superior a 0,97 (PEDROZO et al., 2002).
Com a crescente extração petrolífera, grandes desastres ecológicos estão
diretamente relacionados ao petróleo e seus derivados liberados para o ambiente
mediante acidentes durante a carga, descarga, transporte ou produção de
subprodutos. Quando liberado na água, o petróleo espalha-se quase que
imediatamente. Alguns componentes solubilizam-se e são lixiviados para fora da
mancha de óleo; os componentes voláteis sofrem evaporação. Ao mesmo tempo, o
óleo emulsifica-se em óleo-água ou água-óleo (PEDROZO et al., 2002). O petróleo e
seus derivados são substâncias que em contato com a água criam uma película
bloqueadora à penetração de luz impedindo trocas gasosas e caracterizando
mortalidade de animais e plantas que encontram na água as condições de
manutenção biológica. Mudanças na estrutura da comunidade local causadas por este
tipo de perturbação ambiental podem ser manifestadas por meio de extinções de
espécies, reduções ou aumento populacional, dependendo do grau de tolerância da
espécie (COUCEIRO et al., 2006).
Modificações químicas e orgânicas causadas pelos componentes derivados do
petróleo em ambientes aquáticos afetam a biota, a população humana local que
utilizam os corpos d’água para atividades recreativas e pesca (COUCEIRO et al.,
2006).
Existem vários estudos relacionados ao efeito do petróleo sobre plantas
aquáticas de estuários avaliando a toxicidade química e o efeito físico nestes vegetais
(PEZENSHKI et al, 2000). No entanto, são poucos os estudos empregando macrófitas
aquáticas de água doce.
As macrófitas constituem importante comunidade em ecossistemas aquáticos
devido à abundância, altas taxas de produtividade primária e sua contribuição para a
biodiversidade (CAMARGO & ESTEVES, 1995). As plantas aquáticas possuem
importantes funções para a manutenção do equilíbrio destes ambientes, pois
apresentam capacidade de adaptação às variações do meio e proliferam
11
rapidamente atuando na proteção, estabilização das margens de rios e reduzem os
efeitos da erosão (ESTEVES, 1998 e RODELLA et al., 2006).
Espécies de macrófitas podem ser usadas como bioindicadores da qualidade
da água, na despoluição de ambientes aquáticos, alimentação animal, produção de
biomassa, obtenção de biogás, fixação de nitrogênio, redução da turbulência da
água e ciclagem de nutrientes (HENRY, 2003). A alta produtividade destes vegetais
contribui para o grande número de nichos ecológicos e grande diversidade de
espécies animais encontradas em regiões litorâneas (PROFOUD,1956).
A
produtividade
está
relacionada
diretamente
com
a
temperatura,
luminosidade e disponibilidades de carbono inorgânico dissolvido (MENENDEZ &
PENUELAS, 1993; MENENDEZ & SANCHES, 1998; MADSEN & SAND-JENSEN,
1994; MADSEN & BRIX, 1997; MADSEN et al., 1998).
Estudos verificando a ação do petróleo sobre macrófitas aquáticas de água
doce são escassos na literatura, destacando-se os trabalhos de Crema (2002) e
Silva (2003) que avaliaram a influência do petróleo de Urucu sobre o crescimento de
duas espécies flutuantes (Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes).
Egeria densa é uma espécie de macrófita nativa da América do Sul que
possui ampla distribuição em vários continentes, com cultivo para diversos fins
(COOK & URMI-KONING, 1984). Esta espécie, conhecida como “elodea brasileira” e
“elodeid”, é uma angiosperma, dióica, submersa enraizada, perene e pertencente à
família Hydrocharitaceae (LORENZI, 2000). E. densa apresenta uma epiderme
unisseriada em ambas as faces e com uma cutícula mais espessada na face
adaxial. Suas células epidérmicas apresentam cloroplastos, são desprovidas de
estômatos, ausentes de parênquima e de feixes vasculares (RODELLA et al., 2006).
Os estômatos em macrófitas aquáticas submersas são ausentes ou inativos, pois a
troca gasosa ocorre diretamente na superfície foliar (LARA et. al., 2002)
As macrófitas aquáticas enraizadas são de fundamental importância na
ciclagem de nutrientes. Suas raízes absorvem os nutrientes das partes profundas do
sedimento, disponiblilizando-os para outras comunidades biológicas (ESTEVES,
1998).
A região de Urucu (AM), local de extração do petróleo utilizado neste estudo,
é um complexo petrolífero que explora e produz gás e óleo (AB’SABER, 2001), A
produção de óleo em Urucu alcançou 59,9 mil barris/dia em junho 2004, cerca de
4% da produção nacional. Essa região produz principalmente óleo diesel,
12
caracterizado como leve, sendo tóxico ao atingir plantas e outros seres vivos
(PEZENSHKI et al., 2000). Por ser uma região de intensa movimentação e
transporte de hidrocarbonetos, acidentes podem ser freqüentes.
Os rios amazônicos estão submetidos ao pulso anual de inundação e
possuem extensas áreas alagáveis (WALKER, 1995) Estas áreas são colonizadas
por espécies de macrófitas aquáticas flutuantes, com folhas flutuantes, dentre outras
(JUNK, 1997).
Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes
concentrações de petróleo proveniente de Urucu (AM) no ganho de biomassa e nas
taxas fotossintéticas da macrófita aquática submersa enraizada Egeria densa.
Este vegetal foi coletado no rio Branco, localizado na Bacia Hidrográfica do rio
Itanhaém.em São Paulo. Este rio é amplamente colonizado por esta espécie de
macrófita aquática sem, no entanto, causar prejuízos aos usos múltiplos deste
ambiente aquático. O experimento foi realizado no Laboratório de Ecologia Aquática
da UNESP – Rio Claro.
13
2. MATERIAL E MÉTODOS
Ramos de Egeria densa e amostras de sedimento foram coletadas no rio
Mambu, localizado na Bacia Hidrográfica do rio Itanhaém, litoral sul do Estado de
São Paulo. Vinte e quatro ramos apicais com aproximadamente 6 cm de
comprimento cada, foram separados e cultivados em garrafas de politereftalato de
etileno (PET). Em cada garrafa (unidade experimental) inseriu-se um recipiente
contendo 100 mL do sedimento obtido no ecossistema lótico o qual foi posicionado
no fundo da unidade experimental. Um ramo apical de Egeria densa foi colocado em
contato com o sedimento em cada unidade experimental e o volume restante foi
preenchido com 1,2 L de água destilada enriquecida com solução nutritiva de
Hoogland & Arnon (1950) modificada a 10%. Cada unidade experimental teve sua
abertura revestida com papel de PVC. Seis unidades experimentais contendo ramos
de E. densa foram mantidas durante 20 dias no interior de recipientes de vidro
dimensionados em 60x30x40 cm parcialmente preenchidos com água a fim de
manter a temperatura da parede das unidades experimentais a 25º C. As condições
de luminosidade dos recipientes de vidro foram reproduzidas artificialmente por meio
de três lâmpadas fluorescentes de 100 Watts cada e fotoperíodo de 12 horas
programado através de um Timer Mecânico Bivolt modelo TM 22/DC. Conjuntos de
seis unidades experimentais tiveram pré-definida a concentração de petróleo
adicionada à água. Tal concentração variou de zero, no tratamento controle, 0,012
Lm-2 (baixa concentração); 0,061 Lm-2 (média concentração) e 0,122 Lm-2 (alta
concentração) nos conjuntos de unidades experimentais. O posicionamento das
unidades experimentais no interior dos recipientes de vidro foi definido mediante
sorteio, sendo que cada um deles comportou unidades experimentais com
concentração variada de petróleo dispostas em distanciamentos alternados em
relação à luz.
14
Após o vigésimo dia de exposição da E. densa ao petróleo, os ramos apicais
foram retirados das unidades experimentais e utilizados para a determinação das
taxas fotossintéticas. Os valores de pH, condutividade elétrica (µS.cm-1), turbidez
(NTU) e temperatura (0C) foram medidos da água das unidades experimentais no
início e no final do período de exposição ao petróleo, empregando o aparelho Walter
Quality Checker, Horiba, modelo U-10.
Para a determinação do carbono inorgânico dissolvido (CID) foram utilizadas
amostras da água contida em cada unidade experimental, filtradas em membrana de
fibra de vidro, após os vinte dias de experimentação. As concentrações de carbono
inorgânico foram quantificadas por combustão (SHIMADZU, mod. 5000A). As
especiações das formas inorgânicas de carbono dissolvido (H2CO3 e HCO3-) foram
efetuadas utilizando-se equações derivadas do equilíbrio dos carbonatos em função
do pH (HUTCHINSON, 1957).
O experimento de fotossíntese líquida foi determinado pelo método de frascos
claros e escuros e a medida das concentrações de oxigênio pelo método de Winkler
segundo Golterman et al. (1978). As incubações foram realizadas em B.O.D.
(Fotoperíodo AC 71 – Ação Científica®), com temperatura controlada (25 ± 0,1º C),
iluminação horizontal (15W) e fotoperíodo de 12 horas. As plantas foram incubadas
em frascos de borosilicato (B.O.D. marca Deltex com transparência de 95% e 300
mL de capacidade), com solução nutritiva HOOGLAND – ARNON (diluída 10%)
durante uma hora. O nível de luz utilizado durante o experimento de fotossíntese foi
de 200 µmol m-2 s-1 medido com o radiômetro Sensor Quatametre Esférico
(Biospherical Instruments™ QSL – 100) e temperatura constante a 25º C.
Para a construção da reta de regressão foram obtidos ramos de diferentes
comprimentos (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 e 24 cm) em duplicatas.
Posteriormente, cada ramo foi pesado (balança analítica Marte AS 5500®) e
colocado em estufa de secagem e esterilização (modelo 315-SE marca Fanem®) a
600 C até atingir peso seco constante. Obtido os valores de peso seco, aplicou-se
um teste de regressão linear simples. A avaliação do ganho de biomassa de E.
densa foi feita com base no comprimento do ramete medido no início e no final do
experimento e na transformação para massa seca através de regressão linear
simples entre comprimento e massa.
No final do experimento foram determinadas as concentrações de nitrogênio
orgânico total (mg.L-1), N-nitrito (µg.L-1) e N-nitrato (µg.L-1) pelo método de Kjeldahl
15
(MACKERETH et al., 1978) e as concentrações de N-amoniacal (µg.L-1) foram
realizadas de acordo com o método proposto por Koroleff (1976). As concentrações
de fósforo orgânico total (µg.L-1), fósforo dissolvido (µg.L-1) e ortofosfato (µg.L-1)
foram obtidas através do método descrito por Golterman et al. (1978).
Os cálculos de fotossíntese foram feitos de acordo com a equação fornecida
em Vollenweider (1974).
FL = (c-i) v/ (t PS)
Em que FL é a fotossíntese líquida (mg O2 g PS-1 h-1), c as concentrações
finais de O2 no frasco claro (mg L-1), i as concentrações iniciais de O2 (mg L-1), v o
volume do frasco de incubação (L), t o tempo de incubação (horas) e PS a peso
seco da planta incubada (gramas).
O ganho de biomassa (g PS .m-2 .d-1) foi calculado segundo a fórmula:
GB = (Bf – Bi)/ t onde,
GB = Ganho de biomassa
Bf = Biomassa final
Bi = Biomassa inicial
t = tempo em dias
Aplicou-se aos resultados das variáveis limnológicas, da fotossíntese líquida e
do ganho de biomassa seca, a análise de variância (ANOVA) pelo programa
STATISTICA (Release 7), com intervalo de confiança de 95%. Posteriormente
realizou-se o teste de Duncan para avaliar as diferenças significativas entre os
quatro tratamentos.
Em anexo são apresentadas as fotografias da REMAN, do local de coleta da
espécie estudada, da macrófita aquática E. densa e dos experimentos de
crescimento e de fotossíntese.
16
3. RESULTADOS
A análise de regressão linear simples entre o peso seco e o peso fresco de E.
densa (figura 1) apresentou um coeficiente de correlação de 0,9227 e a equação
obtida foi PS = 0,0067 + 0,0628 * PF onde PS = peso seco e PF = peso fresco da
planta. A figura 2 mostra o ganho de peso seco de E. densa nos diferentes
tratamentos, após os 20 dias de experimento. Pode-se observar que o crescimento
de E. densa foi significativamente superior (p<0,05) nos tratamentos com média
(0,061 Lm-2) e alta (0,122 Lm-2) concentrações de petróleo. Os resultados indicam
um maior ganho de massa desta espécie no tratamento com maior concentração de
petróleo (tratamento 4) quando comparado aos demais tratamentos.
Os valores das variáveis pH, condutividade elétrica, turbidez e temperatura
(tabela 1) do grupo controle foram significativamente diferentes (p<0,05) entre os
tratamentos de média e alta concentrações de petróleo.
As
concentrações
de
Carbono
Inorgânico
Dissolvido
(CID)
foram
significativamente maiores (p<0,05) nos tratamentos contendo 0,012 Lm-2, 0,061
Lm-2 e 0,122 Lm-2 concentrações de petróleo quando comparados ao tratamento
controle. A figura 3 mostra graficamente os valores obtidos de CID relacionados aos
diferentes tratamentos.
17
0.32
0.30
0.28
0.26
0.24
Peso seco (g)
0.22
0.20
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
Peso fresco (g)
Figura 1. Dispersão dos valores de peso seco e peso fresco de E. densa.
PS = 0,0067 + 0,0628 * PF, r = 0,9227, n = 95.
0.22
(a)
0.20
Ganho massa (g)
0.18
0.16
(ab)
0.14
0.12
(b)
(c)
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
1
2
3
4
Tratamentos
Figura 2. Box Plot dos valores de ganho de peso nos diferentes tratamentos.
Letras distintas indicam diferenças significativas (p<0,05) pelo teste de Duncan.
Tratamentos: 1 = controle (sem adição de petróleo), 2 = 0,012 Lm-2, 3 = 0,061 Lm-2,
4 = 0,122 Lm-2.
18
Carbono Inorgânico Dissolvido (mg/L)
10
(d)
8
(c)
6
(b)
4
2
(a)
0
1
2
3
4
Tratamentos
Figura 3. Box Plot dos valores de Carbono Inorgânico Dissolvido (CID) em mg/L,
nos diferentes tratamentos.
Letras distintas indicam diferenças significativas (p<0,05) pelo teste Duncan.
Tratamentos: 1 = controle (sem adição de petróleo), 2 = 0,012 Lm-2, 3 = 0,061 Lm-2,
4 = 0,122 Lm-2.
Tabela 1. Valores médios e desvios padrão das variáveis físicas da água nos
diferentes tratamentos.
Variáveis
Tratamento 1
Tratamento 2
Tratamento 3
Tratamento 4
pH
9,69 ± 0,081
9,78 ± 0,183
9,44 ± 0,252
8,81 ± 0,185
Condutividade
3,5 ± 0,006
23,33 ± 0,038
25,33 ± 0,005
Turbidez
0,143 ± 2,167
0,144 ± 13,99
0,089 ± 9,114
0,105 ± 12,06
25,06 ± 0,136
25,05 ± 0,137
25,2 ± 0,363
25,25 ± 0,242
Temperatura
15,16 ± 0,006
19
A figura 4 apresenta graficamente, os valores da fotossíntese líquida entre os
tratamentos controle (T1), de baixa (T2), de média (T3) e de alta (T4) concentrações
de petróleo.
Os valores médios de fotossíntese líquida obtidos nos tratamentos com 0,012
Lm-2 e com 0,061 Lm-2 foram de 2,40 mg O2 g-1 PS h-1 e 2,10 mg O2 g-1 PS h-1
respectivamente e não apresentaram diferenças significativas quando comparados
ao tratamento controle (sem adição de petróleo).
A tabela 2 indica os valores médios e os desvios padrão nos diferentes
tratamentos. O tratamento controle apresentou valor médio de fotossíntese líquida
igual a 2,97 mg O2 g-1 PS h-1 enquanto que o tratamento com alta concentração de
petróleo (0,122 Lm-2), apontou ausência de atividade fotossintética (0,0 mg O2 g-1 PS
h-1).
Os valores das concentrações de Nitrogênio total e dissolvido (mg. L-1), foram
muito maiores no tratamento controle e diminuíram conforme o aumento da
concentração de petróleo. Houve uma menor diferença nas concentrações de
Fósforo total e dissolvido (µg. L-1) entre os tratamentos, sendo maior no tratamento
controle, com progressiva diminuição durante o aumento da concentração de
petróleo (tabela 3).
20
3.5
(a)
3.0
Fotossíntese Liquída (FL)
(a)
(a)
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
(b)
0.0
-0.5
1
2
3
4
Tratamentos
Figura 4. Box Plot dos valores de Fotossíntese Líquida em mg O2 g-1 PS h-1.
Letras: a, b, indicam semelhanças ou diferenças na atividade fotossintética.
Tratamentos: 1 = controle (sem adição de petróleo), 2 = 0,012 Lm-2, 3 = 0,061 Lm-2,
4 = 0,122 Lm-2.
Tabela 2. Valores médios e desvios padrão da fotossíntese líquida nos tratamentos:
controle (T1), baixa (T2), média (T3) e alta concentrações de petróleo.
Tratamentos
Médias
Desvio Padrão
T1
2.969
± 182749
T2
2.407
± 172122
T3
2.099
± 0.48354
T4
0,0
± 0.93905
21
Tabela 3. Médias e desvios padrão dos valores das variáveis químicas da água
após incubação, nos diferentes tratamentos.
Variáveis
T1 (controle)
T2 (0,012 L/m2)
T3 (0,061 L/m2)
T4 (0,122 L/m2)
N-NO2
350,08 ± 77,43
792,58 ± 146,61
13,54 ± 14,84
7,454 ± 1,26
N-NO3
10915,66 ± 1725,63
5347,83 ± 1557,67
45,946 ± 33,32
16,426 ± 14,18
N-NH4
97,81 ± 36,65
95,08 ± 30,62
4,547 ± 4,21
2,91 ± 3,08
N-total
0,865 ± 0,184
0,830 ± 0,152
0,368 ± 0,064
0,348 ± 0,28
Pdissolvido
963,21 ± 95,91
821,53 ± 94,28
614,93 ± 298,21
608,46 ± 338,50
Portofosfato
913,61 ± 76,11
683,05 ± 113,71
445,36 ± 305,93
522,12 ± 362,11
P-total
971,98 ± 138,33
829,71 ± 147,95
788,26 ± 287,83
773,3 ± 212,11
22
4. DISCUSSÃO E CONCLUSÃO
Os resultados dos valores de ganho de biomassa indicaram que o petróleo de
Urucu adicionado na água das unidades experimentais proporcionou um aumento do
crescimento de E. densa. O favorecimento do crescimento, provavelmente está
relacionado às características deste vegetal que é descrito como uma macrófita
aquática submersa e enraizada (MAURICE et al., 1983; MADSEN, 1998).
Devido à baixa densidade do petróleo de Urucu, este forma um filme de óleo
que permanece na superfície da água das unidades experimentais, não entrando em
contato imediato com a macrófita aquática E. densa porque esta é uma espécie
submersa enraizada. Assim, o petróleo não provoca nenhum efeito imediato em
espécies deste tipo ecológico. Por outro lado, macrófitas aquáticas flutuantes são
imediatamente afetadas pelo petróleo que, dependendo de sua concentração, causa
mortalidade do vegetal. Por exemplo, Crema (2003), observou mortalidade total da
macrófita aquática flutuante Eichhornia crassipes, em concentrações de 3,0 Lm-2 de
petróleo de Urucu e, Silva (2005) ressaltou que apenas 0,1 Lm-2 de petróleo de
Urucu foi suficiente para causar a mortalidade da macrófita aquática flutuante Pistia
stratiotes. De fato o impacto físico do óleo em plantas aquáticas flutuantes ou
emergentes pode ter efeito direto na superfície foliar e na superfície do solo
(PEZENSHKI et al, 2000). O óleo ao cobrir a folha do vegetal causa o bloqueio das
estruturas responsáveis pelas trocas gasosas, causando a elevação da temperatura
na planta causando sua morte (PEZENSHKI et al., 1993). A fotossíntese foliar é
reduzida por causa da diminuição da entrada de CO2 devido ao bloqueio dos poros
responsáveis pelas trocas gasosas pelo óleo (PEZENSHKI et al., 1993).
Além da ausência de contato imediato do petróleo com as macrófitas
submersas enraizadas os componentes do petróleo enriqueceram o meio com CID.
As concentrações de CID observadas no tratamento com alta concentração de
23
petróleo foram significativamente maiores, provavelmente devido à decomposição
dos hidrocarbonetos derivados do petróleo. As concentrações de carbono inorgânico
“livre” (CO2 + H2CO3), íons bicarbonato (HCO3-) e carbonato (CO32-) presentes na
água e retidos nas células da epiderme foliar por difusão passiva (LARA et al.,
2002), são importantes fatores limitantes ao crescimento de macrófitas submersas
(Camargo et al, 2002). Assim, as maiores concentrações de Carbono Inorgânico
Dissolvido nos tratamentos com maiores concentrações de petróleo propiciaram um
maior ganho de biomassa de E. densa. Os resultados da concentração das formas
de nitrogênio e fósforo inorgânico ao final dos 20 dias de experimento corroboram
que o CID foi limitante. Menores concentrações de nitrogênio e fósforo inorgânico
foram observadas nos tratamentos com maiores concentrações de petróleo. Estes
resultados indicam que os ramos de E. densa nos tratamentos com maiores
concentrações de CID (maiores concentrações de petróleo) absorveram maior
quantidade de nutrientes da água devido ao crescimento mais rápido do vegetal. O
efeito positivo do petróleo sobre vegetais, ou seja, os elementos liberados na água
durante sua decomposição auxiliam no crescimento, também foi observado em
outros estudos. Pesquisas sobre o impacto do petróleo em vegetais de mangue,
especialmente em Rizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia
shaueriana, sugeriram que num primeiro momento, essas espécies se desenvolvem
imediatamente, e somente três meses após exposição ao petróleo observou-se
intoxicação e posterior a morte de alguns indivíduos (RODRIGUES, 1999).
Os resultados de fotossíntese líquida, por outro lado, indicaram um efeito
negativo do petróleo, pois no tratamento com maior concentração deste a taxa
fotossintética foi nula. É importante destacar que, no tratamento com maior
concentração de petróleo, após 20 dias de experimento, os ápices dos ramos nos
tratamentos com maior concentração de petróleo atingiram a superfície da água e
entraram em contato com o a lâmina de óleo. Estes ápices, provavelmente, foram
prejudicados na realização de suas trocas gasosas. O impacto químico do óleo
sobre a vegetação varia de acordo com o tipo de óleo exposto no ambiente
(PEZENSHKI et al., 2000). Pezenshki & DeLaune (1993) relataram que certos óleos
crus parecem apresentar poucos efeitos sobre a macrófita Spartina alterniflora. Em
contrapartida, os óleos leves penetram na planta impedindo a regeneração das
folhas e brotos induzindo a mortalidade das espécies atingidas. O óleo utilizado
neste experimento por ser de característica leve, cobriu parte da superfície foliar de
24
E. densa e dificultou as trocas gasosas. Portanto, após 20 dias de cultivo de E.
densa o petróleo, provavelmente, impediu a realização da fotossíntese pela
superfície foliar devido o contato dos ramos apicais com o óleo presente nestas
unidades experimentais.
Pode-se concluir que em curto prazo (efeito agudo), o petróleo favorece o
crescimento de Egeria densa devido ao aumento de carbono inorgânico na água. No
entanto, em médio prazo (efeito crônico), quando o vegetal entra em contato com o
petróleo, este recobre a superfície foliar, prejudica as trocas gasosas e a realização
da fotossíntese, podendo causar a morte do vegetal.
25
5. REFERÊNCIAS
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29
6. ANEXOS
Foto 1. Visão da Refinaria de Manaus (REMAN – Petrobrás). Terminal para
recepção de óleo e gás da região de Urucu e despacho de produtos de refino.
Foto 2. Rio Mambu, um dos afluentes da Bacia Hidrográfica do rio
Itanhaém. Local de coleta da espécie estudada.
30
Foto 3.
Foto 4.
Fotos 3 e 4. Banco da macrófita aquática submersa enraizada
Egeria densa, no rio Mambu.
31
Foto 5. Egeria densa.
A
B
.
C
D
Foto 6. Ramos de E. densa cultivados em garrafas de PVC no início do
experimento.
A Tratamento 1: controle (sem adição de petróleo).
B Tratamento 2: com baixa concentração (0,012 Lm-2).
C Tratamento com média concentração (0,061 Lm-2).
D Tratamento com alta concentração de petróleo ((0,122 Lm-2).
32
Foto 7. Disposição das unidades experimentais no interior dos recipientes de vidro
durante experimento.
A
A
B
B
Foto 8. Comparações entre as unidades experimentais no início e no final do
experimento.
A: Tratamento 1: sem adição de petróleo (controle).
B: Tratamento 4: alta concentração de petróleo (0,122 Lm-2).
33
Foto 9. Visão interna da incubadora. Local para a realização do experimento de
fotossíntese
Foto 10. Ramos do ápice de Egeria densa em frascos de borosilicato durante
incubação.