O uso da halófita Sarcocornia ambigua (Michx.) M.A.Alonso & M.B.Crespo para fitorremediação de Tributilestanho (TBT) em sedimentos costeiros

Abstract

O Tributilestanho (TBT) é um composto organoestânico que, durante muitos anos, foi utilizado como principal ingrediente ativo com função biocida na formulação de tintas anti-incrustantes. Diversos estudos associaram seu uso a desequilíbrios metabólicos em distintos grupos de animais. Apesar de este composto ter sido banido, a nível mundial, da formulação de tintas anti-incrustantes pela Organização Marítima Internacional em 2008, concentrações significativas de TBT e seus produtos de degradação, dibutilestanho (DBT) e monobutilestanho (MBT), ainda podem ser encontradas em regiões portuárias e ambientes estuarinos costeiros, inclusive no Brasil. A toxicidade deste composto é pouco descrita para o reino vegetal, principalmente quando se trata de plantas costeiras. Algumas plantas crescem em áreas contaminadas e talvez possam ser utilizadas para aumentar o processo de remediação dos compostos organoestânicos em sedimentos costeiros. Sarcocornia ambigua (Michx.) M.A.Alonso & M.B.Crespo (Amaranthaceae) é uma halófita com ampla distribuição em marismas e manguezais da costa brasileira, e também possível agente de fitorremediação do TBT. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de S. ambiguade tolerar e descontaminar sedimentos com diferentes concentrações de TBT. Mudas de S. ambigua foram cultivadas durante 78 dias em vasos com sedimentos sem contaminação (controle; n = 15) e contaminados com duas concentrações de TBT (nível baixo: 67,4 ± 7,5 ngSn.g-1 ; nível alto 499,8 ± 52,1 ngSn.g-1 ; média ± erro padrão; n = 15 vasos por nível de tratamento). Um grupo adicional de vasos com sedimento, mas sem plantas, foi submetido aos mesmos níveis de contaminação de TBT e também monitorado. O desempenho fitotécnico foi acompanhado através de análises biométricas de altura do caule principal, número de ramificações e comprimento da maior ramificação em três tempos amostrais (0, 53 e 78 dias). Sedimentos contaminados e controle dos vasos com plantas e sem plantas foram coletados no mesmo período amostral, sendo os organoestânicos presentes identificados e quantificados. Todas as plantas expostas aos dois níveis de TBT sobreviveram e cresceram vigorosamente, não ocorrendo diferenças significativas dos parâmetros fitotécnicos em relação às plantas controle. Independente da presença ou ausência de S. ambigua, a degradação de TBT em seus metabólicos (DBT e MBT) foi observada logo após a fortificação dos sedimentos, no início do experimento (6-20% VI do total de organoestânicos; OTs), e aumentou marcadamente ao longo dos primeiros 53 dias (até 42% dos OTs), tanto no nível alto quanto no nível baixo de contaminação. No nível alto de contaminação, a presença de S. ambigua aumentou significativamente a degradação de organoestânicos nos últimos 25 dias do experimento. Ao final dos 78 dias de cultivo, o valor médio de TBT nos sedimentos vegetados (142 ngSn.g-1 ) foi 55,6% menor e significativamente diferente do valor médio nos sedimentos não vegetados (320 ngSn.g-1 ). Adicionalmente, nesta data, a concentração média de OTs em sedimentos vegetados reduziu a 56,2% do valor do primeiro dia do experimento, enquanto em sedimentos não vegetados esta redução foi de apenas 13,1%. Consequentemente, a presença das plantas resultou também na redução das concentrações dos metabólitos DBT e MBT, o que pode ter acontecido por alterações induzidas pela planta nas características físico-químicas e/ou microrganismos no sedimento, ou mesmo por incorporação do contaminante na matriz vegetal. A halófita S. ambigua demonstrou tolerância à concentrações de organoestânicos que são potencialmente capazes de acarretar efeitos adversos à biota, encontradas em sedimentos de estuários brasileiros. Esta planta foi capaz de potencializar a degradação do TBT, mostrando-se um possível agente de fitorremediação de organoestânicos.

Tributyltin (TBT) is an organotin compound used for several years as the main biocidal active ingredient in the formulation of antifouling paints. Several studies have associated its use with metabolic imbalances in different groups of animals. Although this compound was globally banned in 2008 from the formulation of antifouling paints by the International Maritime Organization, significant concentrations of TBT and its degradation products, dibutyltin (DBT) and monobutyltin (MBT), can still be found in port regions and coastal estuarine environments, including in Brazil. The toxicity of this compound is poorly described for the plant kingdom, especially when dealing with coastal plants. Some plant species grow on contaminated areas and they may be used to enhance remediation of butyltins from coastal sediments. Sarcocornia ambigua (Michx.) M.A.Alonso & M.B.Crespo (Amaranthaceae) is a halophyte with wide distribution in marshes and mangroves of the Brazilian coast, and it is a potential phytoremediation agent of TBT. The aim of this work was to evaluate the ability of S. ambigua to tolerate and decontaminate sediments with different concentrations of TBT. S. ambigua seedlings were cultivated for 78 days in pots with no contamination (control) and contaminated with two concentrations of TBT (low level: 67.4 ± 7.5 ngSn.g-1 ; high level 499.8 ± 52.1 ngSn.g-1 ; mean ± standard error, n = 15 pots per treatment level). An additional pot group submitted to the same levels of TBT contamination but without plants was also monitored. The phytotechnical performance was monitored through biometric analyzes of shoot height, number of branches and length of the largest branch in three sampling times (0, 53 and 78 days). Contaminated and control sediments of pots with plants and without plants were collected in the same sampling period, with organotin present being identified and quantified. All plants exposed to both TBT levels survived and grew vigorously, with no significant differences in plant phytotechnical parameters in relation to control plants. Regardless of the presence or absence of S. ambigua, TBT degradation in its metabolites (DBT and MBT) was observed shortly after sediment fortification, at the beginning of the experiment (6- 20% of total organotin; OTs), and markedly increased along the first 53 days (up to 42% of OTs), both at the high and low level of contamination. At the high level of contamination, the presence of S. ambigua significantly increased the organotin degradation in the last 25 days of the experiment. At the end of the 78 days of culture VIII the mean TBT value in vegetated sediments (142 ngSn.g-1 ) was 55.6% lower and significantly different from the mean value in non-vegetated sediments (320 ngSn.g1 ). Additionally, on this date, the average concentration of OTs in vegetated sediments reduced to 56.2% of the value of the first day of the experiment, while in non-vegetated sediments this reduction was only 13.1%. Consequently, plant presence also resulted in reduced concentrations of DBT and MBT metabolites, which may have been due to plant-induced changes in physicochemical characteristics and / or microorganisms in the sediment, or even by incorporation of the contaminant into the plant matrix. S. ambigua halophyte has shown tolerance to organotin concentrations that are potentially capable of causing adverse effects on biota found in sediments of Brazilian estuaries. This plant was able to potentiate the degradation of TBT, showing a possible phytoremediation agent of organotin.