Avaliação da toxicidade de elementos metálicos no metabolismo de Cassia grandis L. (Fabaceae)

Abstract

Áreas impactadas por rejeitos de mineração, apresentam-se contaminadas por misturas complexas de elementos metálicos, que podem reduzir a eficiência dos processos de fitorremediação. Este trabalho avaliou os efeitos da combinação de elementos metálicos sobre diferentes fases de desenvolvimento da espécie arbórea Cassia grandis. Sementes e mudas foram expostas aos elementos metálicos ferro (Fe), manganês (Mn), zinco (Zn), chumbo (Pb), cádmio (Cd) e arsênio (As). A taxa de germinação, o índice de velocidade de germinação (IVG), as concentrações de elementos minerais, de peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) e de malondialdeído (MDA), a atividade enzimática antioxidante, as trocas gasosas, a fluorescência da clorofila, as concentrações de pimentos e alterações nos tecidos foram analisadas. A combinação dos elementos metálicos não afetou a porcentagem de germinação, mas o IVG foi superior ao controle. A combinação de elementos metálicos promoveu efeitos sinérgicos e antagônicos sobre a absorção dos diferentes elementos, estimulando a produção de antocianinas e a atividade de enzimas antioxidantes. A presença de As, isolado e em mistura com os outros elementos metálicos promoveu a inibição da fotossíntese e aumento das concentrações de MDA, denotando incremento da peroxidação lipídica e danos aos tecidos. Nas plantas expostas a elementos metálicos sem a presença de As ocorreu incremento do sistema antioxidante que minimizou os danos antioxidantes. Palavras-chave: Fitoestabilização. Metais pesados. Mineração. Tolerância.

Areas impacted by mining tailings, are contaminated by complex mixtures of metallic elements, which can reduce the efficiency of phytoremediation processes. This work evaluated the combinate effects of metallic elements on different stages of development of the tree species Cassia grandis. Seeds and seedlings were exposed to the metallic elements iron (Fe), manganese (Mn), zinc (Zn), lead (Pb), cadmium (Cd) and arsenic (As). The germination rate, the germination speed index (GSI), the concentrations of mineral elements, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and malondialdehyde (MDA), the antioxidant enzymatic activity, gas exchange, chlorophyll fluorescence, peppers and tissue changes were analyzed. The combination of the metallic elements did not affect the germination percentage, but the GSI was superior to the control. The combination of metallic elements promoted synergistic and antagonistic effects on the absorption of different elements, stimulating the production of anthocyanins and the activity of antioxidant enzymes. The presence of As, alone and in mixture with the other metallic elements, promoted the inhibition of photosynthesis and increased MDA concentrations, denoting an increase in lipid peroxidation and tissue damage. In plants exposed to metallic elements without the presence of As, an increase in the antioxidant system occurred, which minimized the antioxidant damage. Keywords: Heavy metals. Mining. Phytostabilization. Tolerance.