Arsênio na agricultura e seus impactos nas plantas e na saúde humana

Publicado em 05/05/2020 11:45 e atualizado em 08/07/2020 10:46 2824 exibições
Flavio Cardoso, Agrônomo de vendas técnica, América do Sul por U.S. Borax

Em muitas partes do mundo, a contaminação pelo arsênio (As) tem causado problemas ambientais e de saúde (Selvaraj et al, 2013). A contaminação por As é um importante problema ambiental devido à sua distribuição mundial e sua alta toxicidade para todos os organismos(Zhao et al, 2009; Zhang et al, 2016). O arsênio é o 20º elemento mais abundante no meio ambiente (Drewniak & Sklodowska, 2013). Além disso, o As foi classificado como cancerígeno de classe 1 pela Agência Internacional de Pesquisa sobre Câncer (IARC, 2019). Mesmo em pequenas quantidades, o As é considerado o elemento tóxico mais perigoso para a saúde humana. Portanto, o As é sem dúvida o principal motivo de preocupação em toxicologia ambiental (Susan et al, 2019).

Na natureza, pode existir como espécie inorgânica ou orgânica e pode ser encontrado em todos os solos e na água (Gonzaga et al, 2006). Entre as formas inorgânicas, o arseniato (As+5) predomina nos ambientes aeróbicos, enquanto o arsenito (As+3) é a forma predominante nas condições anaeróbicas(Finnegan & Chen, 2012). Diversos pesquisadores (Adriano, 1986; Walsh & Keeney,1975) apontam em 5 mg kg-1 a média da concentração de As em solos que nunca foram submetidos a cultivos e raramente excedendo 10 mg kg-1.Solos agrícolas essa média pode ser mais alta devido ao uso constante de insumos agrícolas contaminados com As.

A presença e mobilização de As ocorrem devido a reações biogeoquímicas naturais, mas atividades antropogênicas como combustão fóssil, mineração, uso de pesticidas, herbicidas e fertilizantes contendo As aumentam a concentração e a mobilização de As no ambiente(Vezza et al, 2018). Embora muito tenha sido estudado a respeito da exposição de seres humanos na América Latina ao arsênio através da ingestão de água (água superficial ou subterrânea) e alimentos contaminados, pouca atenção foi dada aos solos contaminados (Ciminelli et al, 2017). Na agricultura o uso indiscriminado de fertilizantes que contém As como impureza, tem ocasionado elevado acúmulo deste elemento nos solos (Islam et al, 2016). Nos últimos anos nos países mais desenvolvidos grande parte dos insumos agrícolas contendo As (ex: ingrediente ativo captafol) tem sido banido da agricultura(Branco, 2007). Repetidas fertilizações causam a longo prazo acúmulo de As nos solos (Branco, 2007), principalmente os fertilizantes boratados (ulexitas) que podem conter quantidades elevadas de As na forma de impurezas (Gazulla et al, 2005). A origem dos depósitos de boro podem ser de duas formas: sedimentar ou metamórfica, sendo os depósitos de origem sedimentar os de maior interesse econômico (Gazulla et al, 2005). Dependendo da origem dos boratos, eles podem ser acompanhados por outros minerais como quartzo, silicatos, carbonatos, estrôncio e arsênio (Gazulla et al, 2005).

É importante gerenciar as concentrações de As nos solos e os efeitos nas plantas, porque as plantas podem absorver e acumular As em partes comestíveis, o que representa um caminho para a exposição ao As (Islam et al, 2016). Além de estarmos atentos com a saúde humana, temos que nos preocupar também com a saúde dos nossos solos e das plantas que neles cultivamos. Antes do As por em risco a saúde humana contaminando os frutos das plantas, ele pode estar afetando a “saúde do bolso” dos produtores por ser extremamete tóxicos as plantas (Farnese et al, 2014), podendo diminuir a produção de qualquer cultura se estiver em níveis considerados fitotóxicos para as plantas (Zhao et al, 2009; Vezza et al, 2018).

As raízes são geralmente o primeiro tecido vegetal a ser exposto a elementos tóxicos nos solos (Farnese et al, 2014). Dados recentes de pesquisa mostram que a extensão e proliferação das raízes é inibida como conseqüência da exposição ao As (Farnese et al, 2014; Finnegan & Chen, 2012). Esse metalóide também inibe o crescimento de toda a planta, alterando os processos metabólicos, resultando em menor germinação, crescimento e desenvolvimento, vasos menores do xilema foliar e estômatos anormais, além de comprometer a produção da planta(Abedin & Meharg, 2002; Rahman & Naidu, 2009; Zhao et al, 2009; Vezza et al, 2018). Vezza et al, (2018) ao exporem plantas de soja a presença de As na concentração de 25 µM por 1 e 4 dias observaram uma redução da condutância estomática entre 50 e 80% em relação às plantas controle. Isso implicou em redução na absorção de água e aumento na taxa de desidratação das folhas.

No Brasil, tem crescido a aplicação do micronutriente boro em todos os cultivos. Sua importância nos ganhos de produção esta mais que comprovada pelas inúmeras pesquisas realizadas no Brasil e no mundo (Lima et al, 2013; Mascarenhas et al, 2013; Deuner et al, 2015; Varanda et al, 2018). A fonte de boro mais utilizada no Brasil ainda é a ulexita. Porém, já é sabido que esta fonte de boro dependendo da mina e/ou local de extração na mina pode conter quantidades baixas ou altas de As para uso na agricultura (Gazulla et al, 2005). O produtor precisa ficar atento a esse fato e sempre exigir um laudo daquele lote específico atestando a ausência ou apenas quantidades baixas de As como contaminante.

Existe no mercado outras fontes de boro mais puras e solúveis que as Ulexitas. Uma ótima opção como fonte de boro tem sido o uso do borato refinado Tetraborato de Sódio Pentahidratado que é praticamente ausente do elemento As como contaminante. Um exemplo de producto comercial a base de Tetraborato de Sódio Pentahidratado é o fertilizante Granubor®. Além de apresentar quantidades minimas ou não exitentes de As, o Granubor é 100% soluvel em água com uma taxa adequada de dissolução para suprir a demanda das plantas e é listado para uso na agricultura orgânica.

Flavio Cardoso, Agrônomo de vendas técnica, América do Sul por U.S. Borax

Flávio Cardoso Arsenic

Referências bibliográficas

1. Abedin, M.J., Meharg, A.A., 2002. Relative toxicity of arsenite and arsenate on germination and early seedling growth of rice (Oryza sativa L.). Plant Soil 243, 57–66.
2. Adriano, D.C. 2001. Trace Elements in the Terrestrial Environment. New York: Sprinter.
3. Ciminelli, V.S.T., Gasparon, M., Ng, J.C., Silva, G.C., Caldeira, C.L., 2017. Dietary arsenic exposure in Brazil: the contribution of rice and beans. Chemosphere 168, 996–1003.
4. Deuner, C., Meneghello, G.E., Borges, C.T., Griep, L., Almeida, A.S., Deuner, S. 2015. Rendimento e qualidade de sementes de soja produzidas sob diferentes manejos nutricionais. Revista de Ciências Agrárias, v.38, n.3, p.357-365.
5. Drewniak, L., Sklodowska, A., 2013. Arsenic-transforming microbes and their role in biomining processes. Environ. Sci. Pollut. Res. 20, 7728–7739.
6. Farnese, F.S., Oliveira, J.A., Farnese,M.S., Gusman, G.S., Silveira, N.M., Siman, L.I., 2014. Uptake arsenic by plants: effects on mineral nutrition, growth and antioxidant capacity. Idesia (Arica) 32, 99–106.
7. Finnegan, P.M., Chen, W. 2012. Arsenic toxicity: the effects on plant metabolism. Front. Physiol. 3, 1–18.
8. Gazulla, M.F., Gómez, M.P., Orduña, M., Silva, G. 2005. Caracterización química, mineralógica y térmica de boratos naturales y sintéticos. Bol. Soc. Esp. Ceram. v.44, n 1, p. 21-31.
9. Gonzaga, M.I.S., Santos, J.A.G., Ma, L.Q. 2006. Arsenic phytoextraction and hiperaccumulation by fern species. Scientia Agricola, v.63, n. 1, p. 90-101.
10. Islam, S., Rahman, M.M., Islam, M.R., Naidu, R., 2016. Arsenic accumulation in rice: consequences of rice genotypes and management practices to reduce human health risk. Environ. Int. 96, 139–155.
11. Lima, M.L., Cardoso, F.R., Galante, A.H.A., Teixeira, G.C.S., Teixeira, I.R., Alves, S.M.F. 2013. Fontes e doses de boro na qualidade de sementes de feijão comum e mamona sob consórcio. Revista Caatinga, v.26, n.4, p.31-38.
12. Mascarenhas, H.A.A., De Fátima Esteves, J.A., Wutke, E.B., Reco, P.C., Da Luz Leão, P.C. 2013. Deficiência e toxicidade visuais de nutrientes em soja. Nucleus, v.10, n.2.
13. Rahman, F., Naidu, E., 2009. The influence of arsenic speciation (AsIII & AsV) and concentration on the growth, uptake and translocation of arsenic in vegetable crops (silverbeet and amaranth): greenhouse study. Environ. Geochem. Health 31, 115–124.
14. Selvaraj, V., Armistead, M.Y., Cohenford, M., Murray, E. 2013. Arsenic trioxide (As2O3) induces apoptosis and necrosis mediated cell death through mitochondrial membrane potential damage and elevated production of reactive oxygen species in PLHC-1 fish cell line. Chemosphere 90, 1201–1209.
15. Susan, A., Rajendran, K., Sathyasivam, K., Krishnan, U.M., 2019. An overview of plantbased interventions to ameliorate arsenic toxicity. Biomed. Pharmacother. 109, 838–852.
16. Varanda, M.A.F., Menegon, M.Z., Nascimento, V.L., Capone, A., Barros, H.B. 2018. Efeitos da aplicação foliar de boro na produtividade de soja na várzea irrigada. Pesquisa Aplicada & Agrotecnologia, v.11, n.2, p.15-22.
17. Vezza, M.E., Llanes, A., Travagli, C., Agostini, E., Talano, M.A. 2018. Arsenic stress effects on root water absorption in soybean plants: Physiological and morphological aspects. Plant Physiology and Biochemistry, 123, p. 8–17.
18. Walsh, L., Keeney, D.R. 1975. Behavior and phytoxicity of inorganics arsenicals in soils. In: WOOLSON, E. A. (Ed.). Arsenicals pesticides, Washington, American Chemical Society Symposium, v.7. p.35-52.
19. Zhang, L., Qin, X., Tang, J., Liu, W., Yang, H., 2016. Review of arsenic geochemical characteristics and its significance on arsenic pollution studies in karst groundwater, Southwest China. App. Geochem 77, 80–88.
20. Zhao, F.J., Ma, J.F., Meharg, A.A., McGrath, S.P., 2009. Arsenic uptake and metabolism in plants. New Phytol. 181, 777–794.

Fonte:
Arsenic

RECEBA NOSSAS NOTÍCIAS DE DESTAQUE NO SEU E-MAIL CADASTRE-SE NA NOSSA NEWSLETTER

0 comentário