Microbiota e atividade funcional da área em reabilitação afetada pelo rompimento da barragem de rejeitos em Brumadinho-MG

Abstract

É inegável que a atividade de mineração no Brasil tenha grande importância econômica, contudo, esse tipo de extrativismo é um processo de grande impacto ambiental. Em janeiro de 2019, a barragem B1 de contenção de rejeitos da Mina Córrego do Feijão em Brumadinho-MG se rompeu liberando cerca de 12 milhões de m3 de rejeito, ficando conhecido como um dos maiores desastres ambientais e de perdas humanas do Brasil. Fez-se então necessário planos para restaurar os ambientes naturais com intuito de garantir o retorno dos serviços ecossistêmicos do habitat de forma sustentável. A mineradora Vale retirou os rejeitos da área afetada, aplicando um projeto piloto de reabilitação denominado Marco Zero, desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a estrutura e funcionalidade da comunidade microbiana do solo como parte do monitoramento das atividades de recuperação ambiental nas áreas do Marco Zero. Para isso, foi realizado sequenciamento de 16S rRNA bacteriano para caracterizar a comunidade microbiana, bem como predizer as funções com ênfase nos ciclos biogeoquímicos destes no solo, foi realizado também a quantificação da comunidade microbiana e das comunidades que potencialmente participam do ciclo do nitrogênio. Os resultados observados mostraram que a área em reabilitação afetada com o rejeito de mineração apresentou os indices de diversidade sem diferença estatistica com a área de referência Entretanto, a PcoA revelou que a área em reabilitação é diferente (p > 0,05) da área referência e a análise LEfSe (Linear discriminant analysis effect size) mostrou um maior número de grupos bioindicadores relacionados a remoção de metais pesados na área restaurada, assim como funções relacionadas a degradação de hidrocarbonetos e compostos aromáticos. A quantificação da comunidade microbiana avaliadas pelo gene rRNA 16S e das populações que potencialmente partcipam do ciclo do nitrogênio avaliadas pelos genes amoA e narG não apresentam um padrão claro de diferenciação entre as áreas em reabilitação e as referências, contudo, a presença desses genes foi um indicativo da funcionalidade do ciclo do N nestes ambientes. Ao analisar os pontos relativos à área de reabilitação - pontos de coleta perto da calha do ribeirão (PT1), e os pontos próximos à floresta (PT3) - foi possivel observar na análise de PcoA e nos índices de diversidade que eles divergiram entre si no período seco, onde PT1 apresentou menores indíces de diversidade, e no período chuvoso, essa diferença diminuiu, indicando a umidade como um potencial fator de alteração da comunidade microbiana nas áreas em reabilitação. Isto é um indicativo que o monitoramento da área é de extrema importância para garantir o sucesso do programa piloto de reabilitação, para que ela exiba uma comunidade cada vez mais próxima a uma comunidade microbiana que consegue exercer seus serviços ecossistêmicos. Palavras-chave: Marco Zero. RNAr 16S. Ribeirão Ferro-Carvão.

It is undeniable that mining activity in Brazil is of great economic importance, however, this type of extractivism is a process of great environmental impact. In January 2019, the B1 tailings dam of the Córrego do Feijão Mine in Brumadinho-MG broke, releasing about 12 million m3 of tailings, becoming known as one of the biggest environmental disasters and human losses in Brazil. Plans were then needed to restore the natural environments in order to guarantee the return of the ecosystem services of the habitat in a sustainable way. The mining company Vale removed the tailings from the affected area, applying a pilot rehabilitation project called Marco Zero, thus, this work aimed to evaluate the structure and functionality of the soil microbial community as part of the monitoring of environmental recovery activities in the areas of Marco Zero. To this end, 16S rRNA sequencing was performed to characterize the microbial community, as well as to predict its functions with emphasis on the biogeochemical cycles of these in the soil. Quantification of the microbial community and the communities that potentially participate in the nitrogen cycle was also performed. However, the PcoA revealed that the rehabilitated area is different (p > 0.05) from the reference area and the LEfSe (Linear discriminant analysis effect size) analysis showed a greater number of bioindicator groups related to heavy metal removal in the restored area, as well as functions related to the degradation of hydrocarbons and aromatic compounds. The quantification of the microbial community evaluated by the 16S rRNA gene and the populations that potentially participate in the nitrogen cycle evaluated by the genes amoA and narG did not show a clear pattern of differentiation between the areas in rehabilitation and the references, however, the presence of these genes was an indication of the functionality of the N cycle in these environments. When analyzing the points relative to the rehabilitation area - collection points near the stream channel (PT1), and the points near the forest (PT3) - it was possible to observe in the PcoA analysis and in the diversity indices that they diverged from each other in the dry period, where PT1 presented lower diversity indices, and in the rainy period, this difference decreased, indicating the humidity as a potential factor of alteration of the microbial community in the rehabilitation areas. This is an indication that monitoring the area is of utmost importance to ensure the success of the pilot rehabilitation program, so that it exhibits a community closer to a microbial community that can perform its ecosystem services. Keywords: Marco Zero. RNAr 16S. Ferro-Carvão Stream.