Epiedafic invertebrate survey in lead contaminated environment
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i3.2738Keywords:
Soil biology; Invertebrates; Contamination; Heavy metal.Abstract
The objective of this work was to characterize the epiedaptic fauna in soil contaminated by lead in the Southwest region of Paraná. The work was carried out in the area of a deactivated battery recycler, which was subdivided into 6 blocks with direct influence of contamination and 2 blocks, as a reference, located outside the contamination perimeter. The edaphic fauna was sampled by installing 4 Pitfall-traps in each plot, which remained 6 days in the field, with subsequent classification of the sampled organisms. To determine the lead content, in each plot 4 soil samples were collected and homogenized for analysis in the laboratory. The plots with direct influence have lead values above what is allowed by the legislation and demonstrate differentiation in the composition of the epiedaphic fauna in relation to the control areas, presenting a greater wealth of groups, greater diversity and uniformity, and the presence of exclusive groups, such as Blattodea, Dermaptera, Gastropoda and Isopoda. The Formicidae family showed high abundance in the soil with a higher lead content, showing to be a good indicator of this condition. The Collembola class showed no development limitation in the contaminated areas, with a high abundance of the group being found in all the plots, especially in those where the vegetation is more developed.References
Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Gonçalves, J. L. M., & Sparovek, G. (2013). Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22(6), 711-728.
Andrade, M. G. de., Melo, V. de F., Souza, L. C. de P., Gabardo, J., & Reissmann, C. B. (2009). Metais pesados em solos de área de mineração e metalurgia de chumbo. II-Formas e disponibilidade para plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 33(6), 1889-1897.
Baretta, D., Santos, J. C. P., Segat, C. J., Geremia, E. V., Oliveira Filho, L. C. I. de., & Alves, M. V. (2011). Fauna edáfica e qualidade de solo. In: O. Klauberg Filho., A. L. Mafra., L. C. Gatiboni (Eds), Tópicos em Ciência do Solo. (Cap.7, p. 119-170), Viçosa: Embrapa.
Barros, Y. J., Melo, V. de F., Sautter, K. D., Byschle, B., Oliveira, E. B. de., Azevedo, J. C. R., Souza, L. C de P., & Kummer, L. (2010). Indicadores de qualidade de solos de área de mineração e metalurgia de chumbo. II – Mesoafauna e plantas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 34(4), 1413-1426.
Boas, R. C. V., & Moreira, F. M. de. S. (2012). Microbiologia do solo no ensino médio de Lavras, MG. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 36(1), 295-306.
Brasil. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução N° 420, de 28 de dezembro de 2009. Disponível <http://www2.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=620>.
Brasil. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução N° 460, de 30 de dezembro de 2013. Disponível em: <http://www2.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=702>.
Brown, G. G., Niva, C. C., Zagatto, M. R. G., Ferreira, S. de A., Nadolny, H. S., Cardoso, G. B. X., Santos, A., Martinez, G. de A., Pasini, A., Bartz, M. L. C., Sautter, K. D., Thomazini, M. J., Baretta, D., Silva, E. da, Antoniolli, Z. I., Decaëns, T., Lavelle, P. M., Sousa, J. P., & Carvalho, F. (2015). Biodiversidade da fauna do solo e sua contribuição para os serviços ambientais. In: L. M. Parron, J. R., Garcia, E. B. de Oliveira., G. G. Brown., & R. B. Prado (Eds.), Serviços ambientais em sistemas agrícolas e florestais do Bioma Mata Atlântica. (Cap. 10, pp. 122-14).
Casaril, E. C., Oliveira Filho, L. C. I., Santos, J. C. P., & Rosa, M. G. (2019). Fauna edáfica em sistemas de produção de banana no Sul de Santa Catarina. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 14(1), 1-12.
Castaldelli, A. P. A., Sampaio, S. C., Tessaro, D., Sorace, M., Herrmann, Daniela da R., & Sorace, M. (2015). Meso e macrofauna de solo cultivado com milho e irrigado com água residuária da suinocultura. Engenharia Agrícola, 35(5), 905-917.
Cesar, R., Natal da Luz, T., Sousa, J. P., Colonese, J., Bidone, E., Castilhos, Z., Egler, S., & Polivanov, H. (2014). Disposal of dredged sediments in tropical soils: ecotoxicological effects on earthworms. Environmental Monitoring and Assessment, 186, 1487-1497.
Cesar, R., Rodrigues, A. P., Bidone, E., Castilhos, Z., Polivanov, H., & Campos, T. de. (2015). Proposta de um índice de risco ecológico para disposição sustentável de sedimentos de dragagem em latossolos e chernossolos. Geociências, 34(2), 275-285.
Chrzan, A. (2017). The impact of heavy metals on the soil fauna of selected habitats in neopolomice forest. Polish Journal of Soil Science, l-2, 291-300.
Dinga, J., Zhub., Hongb, B., Tao Wangb, H., Lib , G., Mad , Y.B., Tange, Y, T., & Chenb, Q. L. (2019). Long-term application of organic fertilization causes the accumulation of antibiotic resistome in earthworm gut microbiota. Environment International, 124, 145–152.
Ghemari, C., Waterlot, C., Ayari, A., Leclercq, J., Douay, F., & Nasri-Ammar, K. (2017). Assessment of heavy metals in soil and terrestrial isopod Porcellio laevis in Tunisian industrialized areas. Environmental Earth Sciences, 76: 1-13.
Grzés, I. M. (2010). Ants and heavy metal pollution - A review. European Journal of Soil Biology, 46(6), 350-355.
Heddle, M., Van Oort, F., Renouf, E., Thenard, J., & Lamy, I. Dynamics of soil fauna after plantation of perennial energy crops on polluted soil. Applied Soil Ecology, 66:29-39, 2013.
Huerta, E., & Wal, H. (2012). Soil macroinvertebrates abundance and diversity in home gardens in Tabasco, Mexico, vary with soil texture, organic matter and vegetation cover. European Journal of Soil Biology, 50, 68-75.
Jovic, M., Onjia, A., & Stankovic, S. (2012). Toxic metal health risk by mussel consumption. Environmental Chemistry Letters, 10:69–77.
Lanno, R. P., Oorts, K.; Smolders, E., Albanese, K., & Chowdhurye, J. (2019). Effects of Soil Properties on the Toxicity and Bioaccumulation of Lead in Soil Invertebrates. Environmental Toxicology and Chemistry, 38(7), 1486–1494.
Lavelle, P. (1996). Diversity of soil fauna and ecosystem function. Biology International, 33, 3-16.
Lavelle, P., & Spain, A. (2001). Soil ecology. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
Lutz, A. (2008). Métodos Físico-químicos. São Paulo: Instituto Adolfo Lutz.
Machado, D. L., Pereira, M. G., Correia, M. E. F., Diniz, A. R., & Menezes, C. E. G. (2015). Fauna edáfica na dinâmica sucessional da mata atlântica em floresta estacional semidecidual na bacia do rio Paraíba do Sul - RJ. Ciência Florestal, 25(1), 91-106.
Marafeli, P. P. (2016). Efeito do manejo da vegetação espontânea em cafezal sobre ácaros da mesofauna edáfica. 102f. Tese (Doutorado em Entomologia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
Marques, D. M., Silva, A. B., Silva, L. M., Moreira, E. A., & Pinto, G. S. (2014). Macrofauna edáfica em diferentes coberturas vegetais. Bioscience Journal, 30(5),1588-1597.
Matos, P. S., Barreto-Garcia, P. A. B., & Scoriza, R. N. (2019). Effect of different forest management practices on the soil macrofauna in the arboreal Caatinga. Revista Caatinga, 32(3), 741-750.
Mesa-Pérez, M. A., Echemendía-Pérez, M., Valdés-Carmenate, R., Sánchez-Elías, S., & Guridi-Izquierdo, F. (2016). Edaphic macrofauna, indicator of contamination by heavy metals in livestock production soils of Mayabeque, Cuba. Pastos y Forrajes, 39(3), 182-190.
Moço, M. K. da S., Gama-Rodrigues, E. F. da., Gama-Rodrigues, A. C. da., & Correia, M. E. F. (2005). Caracterização da fauna edáfica em diferentes coberturas vegetais na região norte fluminense. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 29(4), 555-564.
Morais, J. W., & Franklin, E. C. (2008). Mesofauna do solo na Amazônia Central. In: F. M. S. Moreira., J. O. Siqueira., &, L. Brussaard (Eds.), Biodiversidade do solo em ecossistemas brasileiros. Lavras: UFLA.
Mukhtorova, D., Hlava, J., Száková, J., Kubík, S., Vrabec, V., Tlustoš, P. (2019). Risk element accumulation in Coleoptera and Hymenoptera (Formicidae) living in an extremely contaminated area - a preliminary study. Environmental Monitoring and Assessment, 191, 1-12.
Nahmani, J., & Rossi, J. P. (2003). Soil macroinvertebrates as indicators of pollution by heavy metals. Comptes Rendus Biologies, 326(3), 295-303.
Odum, E. P., & Barret, G. W. (2007). Fundamentos de ecologia. São Paulo: Thomson Learning.
Oliveira, J. Â. M., Medeiros, P. C., Oliveira, C. M. M., Santos, A. F. S., & Ribeiro, D. P. (2019). Níveis de contaminação por metais pesados na área de disposição de resíduos sólidos no município de Januária-MG. Revista Gestão & Sustentabilidade Ambiental, 8(1), 629-640.
Pereira, A. C. C., Lima, E. S. A., Santos, A. M., & Sobrinho, N. M. B. A. (2015). Análise e monitoramento de metais pesados no solo. In: A. F. S. Costa & A. N. Costa (Eds.), Valores orientadores de qualidade de solos no Espírito Santo (Cap.4, pp.71-89). Vitória: Incaper.
Primer-e LTD (2001). Primer 5 for Windows. Version 5.2.6. Copyright©.
Santorufo, L., Van Gestel, C. A. M., Rocco, A., & Maisto, G. (2012). Soil invertebrates as bioindicators of urban soil quality. Environmental Pollution, 161, 57-63.
Santos, H. G. dos., Jacomine, P. K. T., Anjos, L. H. C. dos., Oliveira, V. A. de., Lumbreras, J. F., Coelho, M. R., Almeida, J. A. de., Cunha, T. J. F., & Oliveira, J. B. de. (2013). Sistema brasileiro de classificação de solo. Brasília: Embrapa.
Santos, J. B., Ramos, A. C., Azevedo Júnior, R., Oliveira Filho, L. C. I., Baretta, D. & Cardoso, E. J. B. N. (2018). Soil macrofauna in organic and conventional coffee plantations in Brazil. Biota Neotropica, 18(2): e20180515.
Siebert, J., Eisenhauer, N., Poll, C., Marhan, S., Bonkowski, M., Hines, J., Kolle, R., Ruess, L., & Thakur, M, P. (2019). Earthworms modulate the effects of climate warming on the taxon richness of soil meso and macrofauna in an agricultural system. Agriculture, Ecosystems and Environment, 278, 72–80.
Silva, R. F.; Corassa, G. M.; Bertollo, G. M.; Santi, A. L.; & Steffen, R. B. (2013). Fauna edáfica influenciada pelo uso de culturas e consórcios de cobertura do solo. Pesquisa Agropecuária Tropical, 43(2), 130-137.
Silva, K. W. S.; Melo, M. A. D. & Everton, N. S. (2016). Aplicação dos índices biológicos Biological Monitoring Working Party e Average Score per Taxon para avaliar a qualidade de água do rio Ouricuri no Município de Capanema, Estado do Pará, Brasil. Revista Pan-Amazônica de Saúde, 7(3), 13-22.
Skaldina, O., & Sorvari, J. (2019). Ecotoxicological effects of heavy metal pollution on economically important terrestrial insects. In k. K. Kesari (ed). Networking of mutagens in environmental toxicology, (cap. 7, pp.137-144). Finlândia:springer.
Souza, V. S., Konrad, O., & Celso Junior, A. G. (2016). Contaminação por chumbo, riscos, limites legais e alternativas de remediação. Veredas do Direito, 13(25), 249-276.
Srut, M., Menke, S., Höckner, M., & Sommer, S. (2019). Earthworms and cadmium - Heavy metal resistant gut bacteria as indicators for heavy metal pollution in soils? Ecotoxicology and Environmental Safety, 171, 843-853.
Stankovic, S., Jovic, M., Milanov, R., & Joksimovic, D. (2011a) Trace elements concentrations (Zn, Cu, Pb, Cd, As and Hg) in the Mediterranean mussel (Mytilus galloprovincialis) and evaluation of mussel quality and possible human health risk from cultivatedand wild sites of the southeastern Adriatic Sea, Montenegro. Journal of the Serbian Chemical Society, 76(12), 1725–1737.
Stankovic, S., Jovic, M., Stankovic, R. A., & Katsikas, L. (2011b). Heavy metals in sea food mussels. Risks for human health. In: E. Lichtfouse., J. Schwarzbauer & D. Robert. (Eds) Environmental chemistry for a sustainable world - Nanotechnology and Health Risk (Cap. 9, 311–373). Berlin, Springer.
Stankovic, S., Kalaba, P., & Stankovic, R. A. (2014). Biota as toxic metal indicators. Environmental Chemistry Letters, 12:63–84.
Stary, P. & Kubiznáková, J. (1987). Content and transfer of heavy metal air pollutants in populations of Formica spp. wood ants (Hym., Formicidae). Journal of Applied Entomology, 104:1-10.
Ter Braak, C. J., & Smilauer, P. (2002). CANOCO reference manual and user's guide to Cabici for Windows: software for canonical community ordination (version 4.5). New York: Microcomputer Power, 500 p.
Triplehorn, C. A., & Johnson, N. F. (2011). Estudo dos insetos. São Paulo: Cengage Learning.
Zampieron, S. L. M., Zampieron, J. V., & Souza, D. P. (2019). Avaliação do comportamento do girassol em solos contaminados por chumbo. Brazilian Journal of Animal and Environmental Research, 2(2), 696-701.
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