Influência do manejo do solo em atributos químicos, físicos e microbiológicos dos córregos Jaboticabal e Cerradinho

Abstract

Atividades agropecuárias contribuem para a degradação das águas, alterando processos físico-químicos e biológicos, principalmente pela ocupação e uso do solo, por processos de lixiviação e/ou erosão. Os objetivos do presente trabalho foram: avaliar a influência do uso do solo na qualidade da água dos córregos Jaboticabal e Cerradinho e estudar o perfil metabólico da população microbiana da água. As coletas (C1 a C6) foram realizadas bimestralmente (Fev a Dez/2014) em oito pontos (P1 a P8), um deles situado na entrada do município de Jaboticabal, no córrego Cerradinho; outro, próximo à nascente do Córrego Jaboticabal; três pontos localizados em área urbana e os demais, em área rural. Foram determinadas variáveis físicas e químicas e a comparação metabólica da população microbiana das amostras de água foi realizada pela avaliação da capacidade de metabolização de diversas fontes de carbono pelo método EcoPlate (Biolog). Os resultados para oxigênio dissolvido, cloreto, nitrito, nitrato, sólidos totais dissolvidos e turbidez, estão de acordo com os valores estabelecidos na resolução 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), para corpos d´água classe 2. Em todos os pontos e coletas, o teor de fósforo total (Ptotal) excedeu o limite estabelecido pelo CONAMA. Em pontos próximos de atividades agrícolas ocorreram alterações nos valores de variáveis físicas e de variáveis químicas, observando-se resultados elevados para Ptotal e demanda química de oxigênio. A estatística multivariada auxiliou na interpretação dos resultados, mostrando que as atividades antropogênicas afetam a qualidade da água. O estudo de comparação das populações microbianas pela análise da capacidade de metabolização de diferentes fontes de carbono mostrou que a população microbiana da água parece não estar sendo alterada pelas atividades agrícolas. O perfil metabólico da população bacteriana das amostras não apresentou correlação com a presença das atividades agrícolas, os resultados mostram diferenças entre as coletas, mas não entre os pontos de amostragem. Atividades agropecuárias contribuem para a degradação das águas. Metais incorporados no solo, devido a diferentes manejos, podem ser transportados para as águas superficiais por processos de lixiviação e/ou erosão contaminando-as. Bactérias resistentes a metais podem ser utilizadas em processos de biorremediação. Objetivos: determinar as concentrações de metais traço em dois corpos d´água e no seu sedimento e isolar micro-organismos presentes na água para testes de resistência aos metais. As coletas de água (C1 a C6) foram realizadas bimestralmente (fevereiro a dezembro/2014) em oito pontos (P1 a P8). Um deles situado na entrada do município de Jaboticabal, no córrego Cerradinho; outro, próximo à nascente do Córrego Jaboticabal; três pontos localizados em área urbana e os demais, em área rural. O sedimento foi coletado na C6 nos pontos P3, P4, P6, P7 e P8. Nas amostras de água e sedimento foram determinadas as concentrações de cobre, cádmio, zinco, chumbo, níquel e cromo. Visando relacionar os teores de metais encontrados na água com os presentes no solo do entorno, foram coletadas (em fevereiro e agosto/2014), amostras de solo, em doze pontos (PS1 a PS12): PS1, PS2 e PS3, distantes do córrego Jaboticabal; PS4, PS5 e PS6 em área de plantação; PS7, PS8, PS9, PS10, PS11 e PS12, nas matas ciliares presentes nas imediações do córrego Jaboticabal. Foram isolados 182 micro-organismos das amostras de água e submetidos a testes de resistência aos metais estudados em meio de cultivo contendo diferentes concentrações (1, 2, 3, 4 e 5 mmol L-1) dos metais. Em pontos próximos ao córrego Jaboticabal foi possível observar maiores concentrações de metais no solo que, portanto, pode afetar a qualidade da água por meio de processos de erosão e/ou lixiviação, promovendo aumento da concentração de metais no corpo d’ água. Para a água observou-se reta de tendência com aumento nas concentrações de cádmio, cobre e cromo nos pontos da área agrícola (P6, P7 e P8). No sedimento, as maiores concentrações de metais foram encontradas em área agrícola evidenciando que o córrego está sendo impactado. Os micro-organismos isolados mostraram capacidade de se desenvolver mesmo na maior concentração estudada (5 mmol L-1) em proporções diferentes: para Zn (62,1%) e Pb (92,9%), Cd (32,4%) e Ni (29,7%), Cu (0,5%) e Cr (0%). Dos isolados resistentes 35 se desenvolveram em meio com quatro metais (Cd, Zn, Pb e Ni), mas apenas 1 isolado apresentou resistência aos cinco metais (Cu, Cd, Zn, Pb e Ni). Os microrganismos isolados precisam ser identificados e poderão ser utilizados em processos de biorremediação.

Farming activities contribute significantly to water degradation through alterations in physico-chemical and biological properties, which are mainly derived from land use and occupation as well as processes such as leaching and/ or erosion. This paper focused on assessing the influence of soil use on the water quality of surface waters of Jaboticabal and Cerradinho streams and study the metabolic profile of microbial communities found in this water body. Sampling dates (C1 to C6) were carried out bimonthly (from February to December of 2014) at eight different points (P1 to P8). One of these areas was set at the entrance of Jaboticabal city in Cerradinho stream. Another point lies near the source of the Jaboticabal stream. Three points were set within the urban area and the others within the rural area of Jaboticabal. Water physical and chemical variables were assessed. Moreover, we compared the ability of microorganisms to metabolize different sources of carbon using the Ecoplate method (Biolog). The results on dissolved oxygen, chloride, nitrite, nitrate, total dissolved solids and turbidity are in accordance with standards established by resolution number 357/ 2005 of the National Council on the Environment (CONAMA) for class 2 water bodies. The concentration of total phosphorus (TP) exceeded the limit value set by the CONAMA. We also noted significant changes on physical and chemical variables in areas near agricultural activities such as alterations of TP and chemical oxygen demand. Multivariate statistics assisted on data interpretation and showed the influence of human activities on water quality. Furthermore, the comparisons among microbial communities via study of metabolization of various carbon sources proved that farming activities have not affected the population structures. Therefore, the bacterial metabolic profile had no association with farming practices; however, the results showed differences among sampling dates, but not referring to the sampling points. Agricultural activities contribute to the degradation of the water bodies. Metals incorporated into the soil, due to different management, can be transported to the surface waters through the processes of lixiviation and / or erosion, contaminating them. Bacteria which are resistant to metals can be used in the bioremediation processes. Objectives: To determine the concentrations of trace metals in two a bodies of water and its sediment and isolate micro-organisms present in the water for testing their resistance to metals. The water sampling dates (C1 to C6) were carried out bimonthly (from february to december of 2014) at eight different points (P1 to P8). One of these areas was set at the entrance of Jaboticabal city in Cerradinho stream. Another point lies near the source of the Jaboticabal stream. Three points were set within the urban area and the others within the rural area of Jaboticabal. The sediment was sampling dates in C6 in the points P3, P4, P6, P7 and P8. For the water and sediment samples were determined the concentrations of copper, cadmium, zinc, lead, nickel and chromium. Aiming to relate the the levels of metals found in water with the ones present in the soil from the surroundings, were collected (in february and august / 2014), samples of the soil in twelve points (PS1 to PS12): PS1, PS2 and PS3, far from the stream Jaboticabal; PS4, PS5 and PS6 in plantation areas; PS7, PS8, PS9, PS10, PS11 and PS12,in riparian forests present in the stream nearby. 182 micro-organisms from the samples were isolated in the water samples and tested for resistance to the metals in culture media containing different concentrations(1, 2, 3, 4 and 5 mmol L-1) of metals. At points near the stream it was possible to observe higher metal concentrations in soil, therefore, may affect the quality of water through erosion and / or leaching, promoting increased concentration of metals in the body of water. For the water, the trend was observed with the increase in the concentrations of cadmium, copper and chromium in points of the agricultural area (P6, P7 and P8). In the sediment, the highest concentrations of metals were found in agricultural areas, showing that the stream is being impacted. The micro-organisms isolated showed the same ability to grow even in the highest concentration studied (5 mmol L-1) in different proportions: for Zn(62.1%) and Pb (92.9%), Cd (32.4%) and Ni (29.7%), Cu (0.5%) and Cr (0%). From the 35 isolated resistant organisms developed in medium with four metals (Cd, Zn,Pb and Ni), but only one isolate was resistant to the five metals (Cu,Cd, Zn, Pb and Ni). The microorganisms need to be identified and will be able to be used in bioremediation processes.