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Tipo: Dissertação
Título: AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DE NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE ZINCO NO POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE ÁGUA CONTAMINADA POR ATRAZINA
Autor(es): Cotrim, Alex da Silva
Primeiro Orientador: Farnese, Fernanda dos Santos
Primeiro Coorientador: Saraiva, Althiéris de Souza
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Silva, Paulo Eduardo Menezes
Primeiro Membro da Banca: Oliveira, Juraci Alves de
Segundo Membro da Banca: Silva, Fabiano Guimarães
Resumo: Atrazina (Atz) é um herbicida amplamente utilizado para o controle de plantas daninhas, atuando na proteína D1 do fotossistema II e inibindo a fotossíntese. A alta concentração de atrazina nos ecossistemas aquáticos, aliada à alta toxicidade, torna urgente o desenvolvimento de métodos eficazes para a remoção desse contaminante do meio ambiente. Embora a fitorremediação seja interessante para atingir esse objetivo, as plantas são sensíveis aos danos desencadeados por herbicidas à base de triazinas, sendo necessário metodologias alternativas para minimizar esse efeito. Uma tecnologia importante para limitar os danos causados por poluentes nas plantas é o uso de nanopartículas de óxido de zinco (NP-ZnO) . O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de fitorremediação de atrazina - associado a nanopartículas de óxido de zinco - pela espécie aquática de Pistia stratiotes. Para isso, espécimes de P. stratiotes foram expostos aos seguintes tratamentos: controle, atrazina (0,025 mg/L), oxido de zinco (10 mg/L) e atrazina + oxido de zinco com seis repetições. As plantas permaneceram nessas condições por 15 dias, sendo então avaliados a fisiologia, crescimento e danos celulares. A água fitorremediada pelas plantas foi coletada ao fim dos 15 dias e utilizada para avaliar a velocidade locomotora (pLMV) do invertebrado de água doce tropical Girardia tigrina, que tem sido apontado como potencial bioindicador em sistemas de água doce. A aplicação do herbicida diminuiu consideravelmente a taxa fotossintética, a eficiência de carboxilação da Rubisco, o rendimento quântico efetivo do fotossistema II e quenching fotoquímico. A aplicação das nanopartículas, no entanto, conseguiu restaurar esses parâmetros a níveis similares ao controle. Para a condutância estomática não foi observada diferença estatística e para a taxa transpiratória a aplicação de ZnO-NP foi maior do que a Atz. É provável que as ZnO-NP tenham efeito protetor contra os danos causados pelo herbicida. O zinco (Zn) está associado a diversas funções biológicas importantes, como o metabolismo de carboidratos, a integridade da membrana, a proteínas envolvidas na replicação do DNA e a expressão de genes, além de desempenhar função estrutural e catalítica em enzimas como superóxido dismutase, álcool desidrogenase e anidrase carbônica, que previnem danos foto-oxidativos. Assim, os resultados apontam que a adição de ZnO-NP melhoram os efeitos tóxicos da Atz na Pistia stratiotes, porém mais estudos futuros são necessários para entender o modo de ação dessas nanopartículas sob plantas a esse poluente. Os resultados dos ensaios dos teste de locomoção em planárias evidenciaram que os organismos tiveram maior sensibilidade no tratamento com atrazina sem a fitorremediação inibindo sua locomoção. Esses resultados irão contribuir para o aprimoramento do processo de fitorremediação e para a reutilização de águas contaminadas na agricultura, e os potenciais impactos para ecossistemas adjacentes, a exemplo de sistemas de água doce, contribuindo para o desenvolvimento rural sustentável e a conservação ambiental.
Abstract: Atrazine (Atz) is a widely used herbicide for weed control, acting on the photosystem II D1 protein and inhibiting photosynthesis. The high atrazine concentration in aquatic ecosystems, combined with its high toxicity, makes it urgent to develop effective methods for removing this contaminant from the environment. Although phytoremediation is interesting to achieve this goal, plants are sensitive to damage triggered by triazine-based herbicides, requiring alternative methodologies to minimize this effect. An important technology to limit the damage caused by pollutants in plants is the use of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP). The objective of this study was to evaluate the atrazine phytoremediation capacity - associated with zinc oxide nanoparticles - by the aquatic species Pistia stratiotes. For this, specimens of P. stratiotes were exposed to the following treatments: control, atrazine (0.025 mg/L), zinc oxide (10 mg/L) and atrazine + zinc oxide with six repetitions. The plants remained under these conditions for 15 days, then it was evaluated the physiology, growth and cellular damage. The water phytoremediated by the plants was collected at the end of 15 days and used to evaluate the locomotor speed (pLMV) of the tropical freshwater invertebrate Girardia tigrina, which has been pointed out as a potential bioindicator in freshwater systems. The herbicide application considerably decreased the photosynthetic rate, Rubisco carboxylation efficiency, effective quantum yield of photosystem II and photochemical quenching. The nanoparticles application, however, was able to restore these parameters to levels similar to control. For stomatal conductance no statistical difference was observed and for transpiration rate ZnO-NP application was higher than Atz. It is likely that ZnO-NP have a protective effect against the damage caused by the herbicide. Zinc (Zn) is associated with several important biological functions, such as carbohydrate metabolism, membrane integrity, proteins involved in DNA replication and gene expression, in addition to playing a structural and catalytic role in enzymes such as superoxide dismutase, alcohol dehydrogenase and carbonic anhydrase, which prevent photo-oxidative damage. Thus, the results indicate that the ZnO-NP addition improves the toxic effects of Atz on Pistia stratiotes, but more future studies are needed to understand the action mode of these nanoparticles on plants to this pollutant. The results of the planarian locomotion tests showed that the organisms were more sensitive in the treatment with atrazine without phytoremediation inhibiting their locomotion. These results will contribute to the improvement of the phytoremediation process and to the contaminated water reuse in agriculture, and the potential impacts for adjacent ecosystems, such as freshwater systems, contributing to sustainable rural development and environmental conservation.
Palavras-chave: Triazinas
Conservação
Ecotoxicologia
Macrófitas
Monitoramento ambiental
Conservation
Ecotoxicology
Environmental monitoring
Macrophytes
Triazines
Área do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
Pais: Brasil
Editor: Instituto Federal Goiano
Sigla da Instituição: IF Goiano
Campus: Campus Rio Verde
Programa/Curso: Programa de Pós-Graduação em Agroquímica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/3669
Data do documento: 30-Mar-2023
Aparece nas coleções:Mestrado em Agroquímica

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