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Tipo: Dissertação
Título: Native legumes from the Atlantic Rainforest and their potential for biomonitoring urban air pollution
Leguminosas nativas da Mata Atlântica e seu potencial como biomonitoras de poluição aérea urbana
Autor(es): Andrade, Guilherme Carvalho
Abstract: In Southeastern Brazil, the city of Ipatinga is inserted in the Steel Valley Metropolitan Region, which is characterized by the predominance of steel industry, and also by the presence of one of the largest vehicle fleets in the country. Developing standardized biomonitoring methods with native plant species may be an economically viable option for assessing air quality across extensive urban areas, which usually cannot be achieved by instrumental monitoring due to cost issues. In this sense, the potential for biomonitoring airborne particles was evaluated in Caesalpinia echinata and C. ferrea aiming to test whether metal accumulation by the plants is related to leaf surface features. Plants were exposed in four urban sites for 90 days. A reference station was installed at Rio Doce State Park, 30 km away from the municipality. After the experimental period, plants were evaluated for trace-metal accumulation. Leaf surface roughness was evaluated in two hierarchical levels, through profilometry and atomic force microsocopy. Epicuticular waxes were characterized chemically through GC-MS and FTIR, and micromorphologically through scanning electron microscopy. Leaf tissue thickness was assessed through optical microscopy. Particle accumulation was higher in C. echinata, and was related to a lower roughness given by the epidermal tissue (macro- roughness), lower roughness given by the epicuticular wax deposition pattern (micro- roughness), the micromorphology of waxes in the form of a layer, and the wax chemical composition. The waxes of this species have lower amounts of hydrocarbons and ethers, conferring them a polar nature. These characteristics presumably render the leaf higher wettability, which is usually associated with decreased self-cleaning effect and a consequent increased particle accumulation. In contrast, C. ferrea showed reduced accumulation of particulate matter (PM), but a more well-defined response gradient across the exposure sites. Sites were a discriminant factor for cell height on the epidermal tissue, especially on the leaf adaxial surface, such tissue showing reduced thickness in plants exposed at the urban stations. The results suggest the use of C. echinata as a bioaccumulator of PM and C. ferrea as biosensor of urban pollution.
Localizada no Sudeste brasileiro, a cidade de Ipatinga encontra-se inserida na Região Metropolitana do Vale do Aço, a qual é caracterizada pela predominância da atividade industrial siderúrgica, além da presença de uma das maiores frotas veiculares do país. Desenvolver métodos padronizados de biomonitoramento com espécies vegetais nativas pode ser uma opção economicamente viável para avaliar a qualidade do ar ao longo de grandes extensões de área urbana, o que geralmente não há como ser feito através do monitoramento instrumental devido ao seu alto custo. Neste sentido, o potencial para o monitoramento de partículas foi avaliado em Caesalpinia echinata e C. ferrea visando testar se o acúmulo de metais pelas plantas está relacionado a feições da superfície foliar. As plantas foram expostas em quatro locais urbanos por 90 dias. Uma estação- referência foi instalada no Parque Estadual do Rio Doce, a 30 km do município. Após o período experimental, avaliou-se o acúmulo de metais-traço pelas plantas. A rugosidade da superfície foliar foi investigada em dois níveis hierárquicos, através de análises de perfilometria e microscopia de força atômica. As ceras foram caracterizadas quimicamente através de CG-EM e por espectroscopia no infravermelho, e micromorfologicamente através de microscopia eletrônica de varredura. A espessura dos tecidos foliares foi avaliada em microscopia óptica. O acúmulo de partículas foi maior em C. echinata e se relacionou com uma menor rugosidade dada pelo tecido epidérmico (macrorrugosidade), menor rugosidade dada pela micromorfologia das ceras na forma de um filme fino (microrrugosidade) e com características químicas das ceras. As ceras dessa espécie possuem menores teores de hidrocarbonetos e éteres, o que lhes dá natureza polar. Essas características presumivelmente lhes conferem maior molhabilidade, o que geralmente está associado a um menor efeito auto-limpante e a um consequente aumento no acúmulo de partículas. Em contraste, C. ferrea acumulou menos material particulado (MP) mas apresentou um gradiente de respostas mais bem definido ao longo dos diferentes locais de exposição. Os locais foram um fator discriminante para a altura das células do tecido epidérmico, principalmente da face adaxial da folha, tendo este tecido este apresentado valores de espessura reduzidos nas estações urbanas. Os resultados sugerem o uso de C. echinata como bioacumuladora de MP e de C. ferrea como biosensora de poluição urbana.
Palavras-chave: Plantas - Anatomia
Folhas - Anatomia
Análise foliar
Indicadores biológicos
Ar - Poluição - Ipatinga (MG)
Poluição urbana - Ipatinga (MG)
CNPq: Botânica
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: ANDRADE, Guilherme Carvalho. Native legumes from the Atlantic Rainforest and their potential for biomonitoring urban air pollution. 2015. 60 f. Dissertação (Mestrado em Botânica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/7528
Data do documento: 27-Nov-2015
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