A toxicidade é o efeito provocado por alguns íons absorvidos pelas plantas, que quando em concentrações elevadas podem causar danos às culturas, reduzindo sua produção. Geralmente, são os íons cloreto (Cl-), sódio (Na+) e boro (B) os responsáveis pela toxicidade das plantas (HOLANDA & AMORIM, 1997; COSTA et al., 2005). Entretanto, muitos outros micronutrientes podem ser tóxicos às culturas, mesmo em pequenas concentrações (DIAS & BLANCO, 2010).
Estes íons são muito comuns em efluentes de estações de tratamento de efluentes e alguns como os cloretos são encontrados em grandes proporções, principalmente devido à urina, que representa cerca de 90 a 95% das excretas humanas e o restante nas fezes e no suor (WHO, 2009).
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Muitas vezes, a fonte principal da toxicidade nas plantas é a absorção foliar que acelera a velocidade de acumulação de sais dos íons tóxicos. Como exemplo, os íons sódio e cloreto, sobretudo durante períodos de altas temperaturas e baixa umidade, podem ser absorvidos via foliar, ao entrar em contato com a água (DIAS & BLANCO, 2010).
Os efeitos relacionados à fitotoxicidade do Na, Cl e B dependem, predominantemente, da tolerância das plantas à concentração dos elementos, do aporte destes elementos, da espécie e variedade de planta cultivada, da concentração de bicarbonatos (BERNARDO, 1995), do sistema de irrigação empregado, da intensidade de exploração agrícola e da precipitação pluvial (FLORENCIO et al., 2006).
No solo, o cloreto não é retido nem adsorvido pelas partículas, mas é absorvido pelas raízes e translocado às folhas, onde se acumula pela transpiração. O primeiro sintoma evidenciado pelas plantas é a queima do ápice das folhas que pode atingir as bordas e promover sua queda prematura (DIAS & BLANCO, 2010).
O boro é um micronutriente imóvel nas plantas (ZIMMERMANN, 1960) e sua deficiência resulta em florescimento e polinização incipiente, além de frutos reduzidos (SILVA & FARIA, 2004), pois desempenha funções nas plantas tais como, alongamento e síntese da parede celular, integridade estrutural da parede celular, transporte de carboidratos, na fertilidade dos grãos de pólen e alongamento do tubo polínico (MARSCHNER, 1995). O aumento da concentração de boro cria um gradiente excessivo no teor do micronutriente, que pode promover toxicidade para várias culturas (SHELP et al., 1995), dependendo da concentração na solução do solo, como mostra a Tabela 3 , com limites de tolerância para algumas culturas.
Os sintomas de deficiência de B ocorrem em tecidos meristemáticos, enquanto sintomas de toxicidade ocorrem primeiro nas margens das folhas mais velhas (MARSCHNER, 1995; SHELP et al., 1995).
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Tabela 3. Tolerância de algumas culturas agrícolas à presença de boro
Sensibilidade Concentração
Tolerável (mg.L-1) Cultura
Muito sensível < 0,5 Amora silvestre (Rubus spp.) Sensível 0,5 - 1,0 Abacate (Persea americana)
Feijão de Corda (Vigna
unguiculata)
Alho (Allium sativum)
Moderadamente
sensível 1,0 - 2,0 Cenoura (Daucus carota)
Pepino (Cucumis sativus)
Moderadamente
tolerante 2.0 – 4,0 Milho (Zea mays)
Abóbora (Cucurbita pepo)
Melão (Melo)
Tolerante
4,0 - 6,0
Tomate (Lycopersicon
lycopersicum)
Alfafa (Medicago sativa)
Muito tolerante 6,0 - 15,0 Algodão (Gossypium hirsutum)
Fonte: Adaptado de Maas, 1984.
A toxicidade de sódio não é tão facilmente diagnosticada como a do cloreto. Normalmente é necessário um período de tempo prolongado antes da acumulação atingir concentrações tóxicas. Os sintomas aparecem primeiro nas folhas mais velhas, começando nas bordas exteriores e com o aumento da gravidade, move-se progressivamente para o interior entre as veias em direção ao centro da folha. Culturas sensíveis incluem frutas decíduas, nozes, frutas cítricas, abacaxi e feijão, mas há muitas outras (AYERS & WESTCOT, 1985).
Pizarro (1996) em seus estudos com irrigação localizada, também determinou o risco máximo de toxicidade de sódio, cloro e boro de acordo com o sistema de irrigação superficial ou aspersão (Tabela 4).
Outro elemento fitotóxico é o Al, muito comum no Brasil; ele eleva a acidez do solo, sendo predominante nos solos tropicais. Altas concentrações de Al na solução do solo impedem o desenvolvimento das radicelas, por meio de mecanismos que: alteram a membrana das células das raízes; inibem a síntese de DNA, da divisão celular e do elongamento celular; alteram a absorção de nutrientes e o balanço nutricional; provocam efeito sobre a simbiose rizóbio-leguminosa e, consequentemente, afetam toda a planta (ZHAO et al., 1987; MCQUATTIE & SCHIER, 1990).
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Tabela 4. Risco de toxicidade pelos íons sódio, cloreto e boro em água de irrigação com sistema superficial e por aspersão
Elemento Unidade Restrição de uso Nenhuma Ligeira a Moderada Severa Na Irrigação superficial RAS < 3,0 3,0 - 9,0 > 9,0 Aspersão cmolc.dm-3 < 3,0 > 3,0 Cl Irrigação superficial mg.L-1 < 141 141 - 354 > 354 Aspersão mg.L-1 < 141 > 141
Fonte: Adaptado de Pizarro (1996).
O parâmetro balizador da toxicidade vegetal é o pH do solo, que influencia a solubilidade dos elementos. O Fe, Cu, Mn, Zn e Al têm sua disponibilidade reduzida com a elevação do pH, mas, por outro lado, os nutrientes N, P, K, Ca, Mg, S, B, Mo e Cl têm maior disponibilidade com seu incremento. O pH ideal para maioria das espécies vegetais de interesse agronômico é, aproximadamente 6,5 (MALAVOLTA et al., 1997). Outros micronutrientes também causam danos aos vegetais cultiváveis, quando em níveis elevados, como o cobre, cádmio, molibdênio, níquel e zinco. Níquel e zinco têm efeitos adversos visíveis em plantas com concentrações mais baixas que os níveis nocivos para animais e humanos e têm a toxicidade reduzida, à medida que o pH aumenta. Porém, o cobre, o cádmio e o molibdênio, são mais prejudiciais para os animais herbívoros, mesmo em baixas concentrações (USEPA, 2004).
Em relação aos metais pesados tóxicos, como Cd, Pb, Cr, Cu e Ni, geralmente, encontrados em baixa concentração nos esgotos tratados, não oferecem maiores problemas para a utilização do esgoto na irrigação. No entanto, o monitoramento desses elementos no esgoto e no solo merece atenção, para garantir a sustentabilidade ambiental da prática (MOTA & VON SPERLING, 2009) e da boa qualidade de vida (SARYAN & ZENZ, 1994).
No Brasil, a irrigação de culturas com esgoto tratado não é preceituada (MOTA & VON SPERLING, 2009), porém há várias recomendações de diversas organizações nacionais e internacionais, que estabelecem limites para uma boa prática da irrigação.
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No entanto, como há normas de uso de água de irrigação com outras origens, como por exemplo, de águas subterrâneas, pode-se comparar os usos dessas técnicas. Por exemplo, a Tabela 5 evidencia a recomendação da USEPA (2004) para reúso agrícola de águas residuárias, indicando as concentrações máximas em curto e longo prazo, e comenta sobre os possíveis danos as culturas.
Tabela 5. Limites de concentrações de alguns elementos químicos, recomendados para a boa prática da irrigação
Elemento Uso em longo
prazo (mg.L-1)
Uso em curto
prazo (mg.L-1) Observação
Cd 0,01 0,05 Fitotóxico.
Cr 0,1 1
Na forma Cr+3 estável no solo. Na forma Cr6+ possui maior solubilidade e toxicidade. Causa alterações no conteúdo de nutrientes e
decréscimos na taxa fotossintética.
Cu 0,2 5 Fitotóxico.
Fe 5 20
Não tóxico em solos arejados. Pode contribuir para acidificação e perda da disponibilidade de P e Mo. Podem conferir má aparência aos equipamentos.
Mn 0,2 10 Fitotóxico, mas, usualmente em
solos ácidos.
Ni 0,2 2 Fitotóxico. Tendo sua toxicidade
reduzida em pH alcalino ou neutro.
Pb 5 10 Pode inibir o crescimento de células
vegetais.
Zn 2 10
Tóxico para algumas plantas em várias concentrações. Toxicidade reduzida em solos com pH > 6,0.
Parâmetro Limite
recomendado Recomendação
SDT 500 - 2.000 mg.L-1
< 500 mg.L-1, sem efeitos negativos. Entre 500 e 1.000 mg.L-1, podem afetar plantas sensíveis. Entre 1.000 a 2.000 mg.L-1, causa efeitos para a maioria das culturas. Acima de 2.000 mg.L-1, uso regular da água, apenas para as plantas tolerantes em solos bem drenados.
Fonte: Adaptado de USEPA, 2004.
No Brasil temos a Resolução N° 396 do CONAMA (Brasil, 2008) que estabeleceu por meio de estudos generalizados, as definições dos Valores Máximos
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Permitidos (VMP) dos usos preponderantes, entre eles, da irrigação com águas subterrâneas, onde a aplicação e disposição de efluentes e de resíduos no solo deverão observar os critérios e exigências definidas pelos órgãos competentes e não poderão alterar o enquadramento estabelecido para determinada fonte subterrânea. A CETESB (São Paulo, 2005), também instituiu normas para uso de águas subterrâneas e caracteriza os Valores de Referência de Qualidade (VRQ) de água e de Intervenção (VI) agrícola, residual, industrial e de água subterrânea.
A CETESB (São Paulo, 2005) ainda determina o padrão de qualidade dos efluentes destinados à utilização agrícola, conforme a Tabela 6. Esta norma está sujeita a alterações da concentração de N-amoniacal total (N-NH4+), com base em estudos, sob
aprovação da própria instituição.
Os VMP de alguns parâmetros para irrigação, de acordo com a Resolução N° 396 do CONAMA (Brasil, 2008), que podem provocar contaminação dos solos e das águas subterrâneas e os VRQ e VI agrícola, de acordo com as normas da CETESB (São Paulo, 2005) para águas subterrâneas, estão na Tabela 7.
Tabela 6. Valores máximos permitidos de alguns elementos químicos da água residuária destinada ao uso agrícola
Elemento Padrão para Irrigação (mg.L-1) Cu 0,2 Fe 5 Mn 0,2 Zn 2 N-NH4+ 20 Na 69 RAS < 12 mmolc.L-1 CE < 2,9 dS.cm-1 (a 25°C)
35 Tabela 7. Valores máximos permitidos para a irrigação, com águas subterrâneas, de acordo com o CONAMA N° 396 e Valores de Referência de Qualidade (VRQ) de água e de Intervenção (VI) agrícola segundo a CETESB (2005)
Elemento VMP Irrigação VMP Consumo Humano VRQ VI Agrícola mg.L-1 mg.kg-1 de massa seca Cu 0,2 2,0 35 200 Fe 5,0 0,3 - - Ni 0,02 0,2 13 70 Zn 2,0 5,0 60 450 N-NO3- - 10 - - B 0,05 0,05 - - Na - 200 - - Cl- 100 -700 250 - -
Fonte: Resolução N° 396, CONAMA (BRASIL, 2008) e CETESB (São Paulo, 2005).
Mas não são apenas os metais pesados e alguns nutrientes com elevadas concentrações no solo ou na água de irrigação que podem causar contaminação do meio ambiente; os microrganismos patogênicos presentes no efluente, tratados ou não, também podem provocar sequelas, tanto quanto aqueles ou ainda maiores, para a biota e para a saúde dos seres humanos e animais, via consumo de vegetais, principalmente, de hortaliças (OLIVEIRA et al., 2012).