Dinâmica do mercúrio bioacumulado na parte subterrânea de plantas de sapal

Abstract

O mercúrio é considerado, ao nível global, um dos mais perigosos contaminantes presentes em sistemas aquáticos, ocupando o terceiro lugar na lista de substâncias perigosas apresentada pela ATSDR – “Agency for Toxic Substances and Disease Registry”. Os sapais fazem parte dos ecossistemas mais produtivos da biosfera, desempenhando funções bastante importantes no ecossistema. No entanto, os sapais encontram-se entre os ecossistemas mais vulneráveis, devido a acções antropogénicas, nomeadamente a descarga de contaminantes num passado recente, denominada contaminação histórica. O complexo sistema que constitui os sedimentos estuarinos, é fortemente influenciado pela actividade das plantas de sapal, pois estas têm a capacidade de alterar o ambiente químico do sedimento circundante – rizosedimento – podendo ainda imobilizar (fito-estabilização) e/ou armazenar (fito-acumulação) metais ao nível do rizosedimento e/ou da biomassa. Torna-se assim importante obter mais conhecimentos sobre a dinâmica do mercúrio ao nível do rizosedimento de espécies chave de sapais, com ampla distribuição geográfica e ciclos de vida diferentes, nomeadamente Juncus maritimus e Scirpus maritimus. Assim, este trabalho tem por objectivo dar a conhecer a dinâmica da transferência de mercúrio bioacumulado na parte subterrânea de Juncus maritimus e de Scirpus maritimus para o rizosedimento durante o processo de decomposição da biomassa subterrânea. O diferente ciclo de vida da parte aérea pode condicionar o ambiente químico do rizosedimento, i.e., o rizosedimento de Juncus maritimus apresentou o pH comparativamente mais baixo, ao longo do ano, sendo o Eh significativamente mais alto. A produção anual de biomassa da parte subterrânea não apresentou diferenças significativas e correspondeu a uma produção de 8% da produção total anual. As taxas de decomposição (k) da biomassa da parte subterrânea, após 6 meses de decomposição, foram mais rápidas em Juncus maritimus (k=0,0033 e k=0,0008 em Scirpus maritimus) assim como as taxas de renovação de biomassa (0,53 ano-1 e 0,33 ano-1, respectivamente). Na biomassa subterrânea das plantas de sapal, os valores de mercúrio variaram entre 0,24 e 1,50 ng mg-1 em Juncus maritimus e 0,24 e 1,06 ng mg-1 em Scirpus maritimus e não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas (Mann-Whitney U Statistic, p > 0,05, n=18). No entanto, os resultados mostraram que diferentes espécies têm diferentes respostas na dinâmica e acumulação do mercúrio na biomassa subterrânea, ou seja, que o processo é específico para cada espécie. No estudo de decomposição, a concentração inicial de mercúrio na biomassa subterrânea foi respectivamente 0,54 ng mg-1 para Juncus maritimus e 1,25 ng mg-1 para Scirpus maritimus. Após os 180 dias de decomposição a percentagem de mercúrio na biomassa remanescente de Juncus maritimus foi de 94% e de 49% na biomassa remanescente de Scirpus maritimus.

Mercury is one of the most hazardous contaminant that may be present in aquatic environment, ranking the third in the list of hazardous substances by ATSDR – Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Salt marshes are among the most productive natural ecosystems on earth; providing several known ecological functions. However, salt marshes are also vulnerable systems due to anthropogenic pressures and activities, like the loading of contaminants in the past, known as historic contamination. The complex systems that constitute the estuarine sediments can be strongly influenced by salt marsh plants, since they are able to promote the system auto-remediation through metals rhizofiltration (rhizosphere accumulation of metals through plants absorption, concentration and precipitation of contaminants from polluted aqueous sources), phytostabilization (reduction of mobility and bioavailability of metals in the sediment by plant roots - complexation) or phytoaccumulation (accumulation of metals in plants biomass). Thus, it is very important to increase the knowledge on mercury dynamics in the rhizosediment of salt marshes key species, namely with a wide geographic distribution and different life cycles, like Juncus maritimus and Scirpus maritimus.In this study special attention is given to mercury dynamics and sequestration in the belowground biomass of Juncus maritimus and Scirpus maritimus, two common salt marsh halophytes with different life cycles and colonizing an Hg-contaminated salt marsh. Differences in life cycles of the aboveground can condition the chemical environment of the rhizosediment, i.e., J. maritimus rhizosediment had lower pH and significantly higher Eh. The annual belowground biomass was not significantly different and the belowground primary productions corresponded to 8% of the total annual production. The belowground biomass decomposition rates, after six months, were faster for Juncus maritimus (k=0,0033 and k=0,0008 in Scirpus maritimus), as well as the biomass turnover rates (0,53 y-1 e 0,33 y-1, respectively). In the belowground biomass the concentrations of Hg ranged between 0,24 and 1,50 ng Hg mg-1 in Juncus maritimus, and between 0,24 and 1,06 ng Hg mg-1 in S. maritimus rhizosediment, and no significant differences were found (Mann-Whitney U Statistics p>0.05). Nevertheless, results show that species-specific factors have implications in the mercury dynamics and sequestration in belowground biomass. In the decomposition study, the initial concentration of mercury in the belowground biomass is respectively 0,54 ng mg-1 for Juncus maritimus and 1,25 ng mg-1 for Scirpus maritimus. After 180 days of decomposition the relatively remaining percentage of mercury in belowground biomass was much higher in J. maritimus (94%) comparatively to Scirpus maritimus (49%).