Resumo
O solo é um corpo dinâmico com capacidade auto depurante, no entanto essa capacidade é limitada, podendo ocorrer alteração da qualidade do solo. Existem diversos tipos de contaminantes no solo, dentre eles destacam-se os pesticidas e metais pesados. Esses elementos, quando relacionados à fisiologia dos seres vivos, podem ser enquadrados em essenciais a tóxicos, dependendo da concentração nos organismos. O objetivo do trabalho é quantificar os teores de metais pesado em uma área que há cinco décadas foi cultivada com hortaliças no município de Santo Antonio do Pinhal, e após pousio por 43 anos, verificar se há no solo teores de metais oriundo das aplicações dos insumos. A metodologia aplicada será, primeiramente, o levantamento e demarcação da área “in sito”. Para quantificar os teores de metais do solo e das plantas, as amostras serão submetidas à digestão ácida. Espera-se que a área seja objeto de estudo para alunos da UNITAU, cuja área será unidade “Piloto” e pretende-se aplicar tecnologias limpa para minimizar a contaminação.

Justificativa da Pesquisa

A região da Serra da Mantiqueira é uma das regiões do estado de São Paulo com uma das maiores áreas preservadas do estado e uma grande biodiversidade, tendo uma vocação natural para o desenvolvimento de atividades turísticas e alternativas produtivas que viabilizem a preservação ambiental e garanta a sustentabilidade socioeconômica e ambiental da região. Neste contexto, este projeto foca a contaminação por metais pesados oriundos de atividades agrícolas no Bairro de Renópolis, a qual teve início nas primeiras décadas do século XX e com auge no período de 1929 a
1979 (50 anos), pela formação do primeiro núcleo de japoneses, principalmente com o cultivo da cenoura, sendo o berço da cultura em escala comercial no Brasil.
Na fazenda Renópolis também se praticou a fruticultura de clima temperado e avicultura. No entanto, a limitação da área agrícola na Serra da Mantiqueira, em função da topografia elevada não permitiu o rodízio do uso do solo, tornando-o improdutivo em pouco tempo e, no início da década de 50 a agricultura estava em franca decadência, sendo que no final da década, a maioria das 200 famílias de japoneses tinha se mudado da Mantiqueira. Atualmente, constitui atividade principal a cultura da orquídea e nas terras remanescentes das culturas pratica-se a pecuária de leite com gado mestiço, sem nenhuma roçagem, proporcionando uma média baixíssima de produção. Assim, a situação constatada na Fazenda é a de descapitalização do setor rural e o consequente êxodo rural, com a decadência da atividade agrícola e a prática de uma pecuária extensiva em pastagens degradadas que impede e afeta a conservação dos riquíssimos ecossistemas da região.
Este projeto de “avaliação da contaminação ambiental” dessa área que foi o berço da cultura em escala comercial no Brasil por 50 anos com agricultura intensiva na Fazenda Renópolis é única na região, com esse histórico, portanto, será área inovadora para pesquisas científicas, a qual irá possibilitar o desenvolvimento de pesquisas relacionadas à dinâmica de metais pesados no solo e extração pelas plantas. Contribuindo para selecionar espécies extratoras de metais pesados em solos poluídos no Vale do Paraíba.

Resultados Esperados
٭Espera-se quantificar os teores de metais pesados dos elementos: chumbo (Pb), cádmio (Cd), manganês (Mn), cobre (Cu), zinco (Zn) e níquel (Ni) de uma área da Fazenda Renópolis, Município de Santo Antonio do Pinhal que a 50 anos foi utilizada com agricultura intensiva;
٭ Se constatado a existência desses metais no solo ao longo dessas 5 décadas, a área será objeto de estudo dos alunos do curso de Engenharia Ambiental e Sanitária e demais cursos interessados;
٭ A área será uma unidade “Piloto” para o curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, além de outros cursos interessados;
٭ Aplicar tecnologia para despoluir a área;
٭ Gerar publicações científicas

UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
AVALIAÇÃO DA CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL DE UMA ÁREA QUE
HÁ CINCO DÉCADAS FOI UTILIZADA COM AGRICULTURA INTENSIVA
NA FAZENDA RENÓPOLIS, MUNICÍPIO DE SANTO ANTONIO DO
PINHAL, SP
Mayra Paula Bezerra de Faria
Profa. Maria da Conceição Rivoli Costa - Doutora
(Orientadora)
TAUBATÉ

1 INTRODUÇÃO
O solo é um corpo dinâmico com capacidade auto depurante que, historicamente vem sendo usado a gerações como local de disposição final da maioria dos resultantes descartados das atividades humanas. No entanto, essa capacidade de autodepuração é limitada, podendo ocorrer alteração da qualidade do solo devido ao efeito acumulativo desses poluentes (CETESB, 2010).
Um solo contaminado pode ser definido como uma área em que seja comprovada a existência de poluição ou contaminação ocorrida pela introdução de resíduos ou substancias que em determinadas concentrações limites causam riscos tanto ao meio ambiente quanto à saúde humana. De acordo com Tavares (2004), estas áreas podem ser contaminadas através de processos naturais ou antrópicos, entre as fontes naturais tem-se o vulcanismo, material de origem do solo, erosão, dentre outros. Dentre as fontes antropogênicas, destacam-se os resíduos urbanos, industriais, mineração, agriculturas (insumos) e poluição atmosférica.
Há diversos tipos de contaminantes, sendo os mais prejudiciais os pesticidas, hidrocarbonetos e metais pesados. Atualmente, um dos principais tipos de contaminação p o r metais pesados ocorre através de processos naturais ou antrópicos. Entre as fontes naturais, os metais pesados podem ser depositados nos solos através do seu material de origem ou mesmo de seus processos de formação. No que diz respeito aos processos antropogênicos, a exploração de minas (principalmente de ferro), refinação, indústrias, aplicação de pesticidas, fungicidas, fertilizantes, águas contaminadas de irrigação, incineração de resíduos urbanos e ou industriais, são os principais colaboradores para a disposição dos metais pesados nos solos.
Os metais com densidade superior a 5,0 g.cm³ ou que possuem número atômico maior que 20 são denominados metais pesados (ALLOWAY, 1990). São incluídos nesta categoria, até o presente momento, 61 elementos químicos. A expressão “metal pesado” é utilizada tanto pela literatura científica e pelo público leigo à bastante tempo, porem a definição é ainda controversa e muito criticada, por ser utilizada para se referenciar a um grupo de elementos que inclui metais leves e semimetais potencialmente tóxicos aos seres vivos. Esses elementos, quando relacionados à fisiologia dos seres vivos podem ser
enquadrados em “essenciais” a “tóxicos”, vai depender do elemento e da concentração em que os mesmos encontram-se nos diferentes organismos. Em teores adequados ao bom funcionamento fisiológico do organismo, os metais como cobalto (Co), cromo (Cr), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), zinco (Zn) e molibdênio (Mo) são essenciais aos animais; os metais Cu, Fe, Mn, Mo, Ni e Zn são essenciais às plantas; já o cobalto (Co) é indispensável às bactérias fixadoras de nitrogênio. (BERTON, 2000).
No entanto, o excesso de qualquer um desses elementos pode torná-los tóxicos aos organismos. BUSTAMANTE (1993) cita que os metais cádmio (Cd), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) não possuem função fisiológica nenhuma, sendo sempre tóxicos em qualquer concentração. O arsênio (As) e o selênio (Se) são alguns dos elementos constantemente citados como metais pesados, porém, vale ressaltar que o As é um semimetal, e o Se por possuir densidade inferior a 5,0 g.cm³, não está inserido na categoria dos metais. De acordo com McBride (1994), um dos possíveis motivos dessa classificação encontra-se no princípio
químico que governa o comportamento do As e do Se no solo, isto é, serem muito parecidos aos dos metais. 

Muitas vezes, a identificação de uma área contaminada só acontece através de uma denúncia, o que torna muito difícil a identificação dessas áreas. Quando se refere a cultivo agrícola, essas áreas são problemáticas, pois, qualquer alimento desenvolvido poderá absorver os contaminantes do solo e repassar aos seres vivos através da cadeia trófica. Esse é o motivo da realização da pesquisa, a qual tem a finalidade de analisar espécies vegetais nativas, desenvolvidas em uma área a qual foi palco de uma agricultura intensiva pela primeira colônia de japoneses no Vale do Paraíba, e quantificar teores dos metais pesados:
chumbo (Pb), cádmio (Cd), zinco (Zn), manganês (Mn), níquel (Ni) e cobre (Cu), nas espécies desenvolvidas atualmente na referida área.
Origem e teores dos metais pesados no solo
Os elementos metálicos estão presentes no ambiente desde a formação do planeta, e pode-se classificar a origem dos metais presentes no solo como litogênicos ou antropogênicos.
A origem do metal pesado no solo de ações antropogênicas são aquelas não naturais, ou seja, são as atividades praticadas pelo homem em que em determinado momento ocorre a deposição desses metais de forma acidental ou planejada. Essas atividades encontram-se distribuídas em diversos níveis da cadeia produtiva, conforme observado na Tabela 1, onde Fergusson (1991) mostra algumas dessas atividades divididas em primárias (consequência de atividades diretas com o solo,) e secundárias (quando a contaminação ocorre indiretamente, por atividades industriais, disposição inadequada de resíduos, etc.).

Existe, entretanto, um número muito maior de fontes de potencialmente contaminantes, motivo pelo qual dever ser feita uma classificação segundo os ramos de atividades e ou negócios correlacionando aos poluentes passiveis que podem ser produzidos, criando desta forma uma fonte rápida de consulta para investigação de sítios com atividades potencialmente poluidoras. Dentre os metais pesados o chumbo e o mercúrio são os poluentes mais significativos, pois fornecem sérios riscos à saúde humana. O chumbo é utilizado em uma variedade de processos industriais, ele é utilizado em mineração e na manufatura de pesticidas e fertilizantes, como aditivo de combustíveis e faz parte da composição de tintas, cerâmicas, baterias, equipamentos médicos e elétricos.
2 OBJETIVOS
Geral:
Quantificar se após o uso intensivo do solo por 25 anos consecutivos com atividades agrícolas pelo primeiro núcleo de japoneses com cultivo da cenoura em escala comercial no Brasil, e após pousio da área por 60 anos, o solo ainda contém metais pesados oriundos das aplicações de insumos.
Específicos:
• Quantificar os teores de Pb, Cd, Cu, Mn, Zn e Ni no solo;
• Verificar se as plantas existentes atualmente na área onde foi o berço, em escala comercial, da cultura da cenoura para alimentar os cavalos do Jokey Clube do Rio de Janeiro extraem metais do solo e concentram em seus tecidos;
• Levantar áreas contaminadas na região da Serra da Mantiqueira.
• Identificar plantas extratoras de materiais pesados em solo, na área serrana de Campos do Jordão.
3 METODOLOGIA
A pesquisa está sendo realizada em área da Fazenda Renópolis, município de Campos do Jordão, SP, a qual foi subdividida em três áreas, em função do uso do solo e informações cedidas pelas proprietárias, sendo:
Área I: área que não recebeu plantio, portanto, sem influência de agrotóxicos nem outros produtos químicos, considerada área controle ou testemunha. Essa área, localizada a aproximadamente a 1600 m de altitude, no cume da montanha (divisor de águas), região muito íngreme e com vegetação arbustiva densa, próximo a uma enorme pedra exposta à superfície.
Área II: localizada abaixo da área I, também muito íngreme com grande quantidade de Pinheiros e uma área de capoeira. Posteriormente, essa área foi dividida em duas subáreas, em função do uso atual do solo, pois, uma parte está cultivada com pinheiros (área II-A) e a outra sob a influência de pasto sujo (área II-B). Isto se deve ao fato de que; na parte da área cultivada com Pinheiros, observa-se poucas espécies vegetais, com incidência de vegetação
rasteira, inferindo-se ser espécie mais resistentes a substância expelida pelas raízes do pinhos, as quais impedem a germinação de muitas espécies vegetais. Neste local, a agricultura foi mais explorada pelo núcleo japonês, julga-se então, que sofreu influência de insumos, como inseticidas e agrotóxicos.
Área III: bem próximo as instalações residenciais da fazenda, localizada ao lado direito. É uma área com topografia menos íngreme, com solo mais úmido, cortada ,por um rio que sofre influência de uma cachoeira que se forma no período das águas, interferindo na vazão do rio. Não sabe-se ao certo, em função das condições ambientais, pode ter sido uma das áreas mais cultivadas, devido a presença de vários montes de pedras em forma de pilhas, feitas a partir das pedras encontradas durante o preparo do solo para a agricultura. São pedras grandes, as quais foram removidas e empilhadas para facilitar o manejo do solo. As pilhas não só evidenciam a existência de uma agricultura intensiva como também serviam como local para armazenagem de materiais e descanso dos trabalhadores no horários das refeições. Amostras de solos foram coletadas aleatoriamente nas referidas área, percorrendo o terreno em zigue-sague. Amostras simples foram coletadas de cada área para formar uma amostra composta, representativa de cada uma das áreas (BOLETIM 100), totalizando 60 amostras. Essas amostras foram coletadas na profundidade de 60 cm, as quais foram retiradas com o emprego de uma sonda. As amostras foram separadas em seis profundidades: 0-10, 10- 20, 20-30, 30-40, 40-50 e 50-60 cm, com a finalidade de verificar a dinâmica dos metais no solo.
Perfis foram abertos em todas as áreas delimitadas com o intuito de conhecer o solo e também coletar as amostras até a profundidade de 1m e 20cm, as quais foram separadas em camadas de 20cm, sendo: 0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 e 100-120 cm, para serem analisadas “também” com o intuito de verificar a dinâmica de metais ao longo do perfil.
- Preparo das Amostras de Solos
Após coletas, as amostras de solos foram secas ao ar e após homogeneização, trituração e peneiramento foram encaminhadas ao Centro Tecnológico de Controle da Qualidade L. A. Falcão Bauer, São Paulo - Capital para realização das análises de metais pesados, empregando-se a metodologia proposta pela US EPA (United States Environmental Protection Agency) e Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater- 21st Edition).
Os métodos aplicados envolveram digestão controlada das amostras seguida de análise elementar pelas técnicas de Espectrometria de Absorção Atômica (AA) e Espectroscopia de Emissão Óptica por Plasma Induzido (ICP-OES) e estão em fase de tabulação.
Porém, é oportuno esclarecer que as amostras de solos e plantas da área IIB foram analisadas no Laboratório de Solos e Nutrição de Plantas da  Universidade de Taubaté com a finalidade de obter resultados preliminares para participação no XVIII ENIC da UNITAU, 2013.
- Metodologia empregada no preparo das amostras de solo para o XVIII ENIC da UNITAU
Após o solo peneirado, pesou-se em balança de precisão 1g de solo em tubos de ensaio (com repetição). Após, os tubos de ensaios foram levados à capela e inseridos no bloco digestor, e, em seguida, adicionou-se 2 ml de ácido nítrico e 1 ml de ácido perclórico. Ligouse o termostato do bloco até a temperatura de 120o C para digestão total, isto é, redução de volume da mistura dos ácidos a 1cm e consequente clareamento das amostras. Nesse estágio a temperatura foi zerada e, após resfriamento, as amostras foram filtradas em balão de fundo chato com capacidade para 25 ml. Em seguida, os líquidos filtrantes foram transferidos para frascos de polietileno, e após, leitura no Espectrofotometro de Absorção Atômica foram quantificados os teores dos metais: Pb, Cd, Zn, Ni, Mn e Cu, cujos resultados preliminares podem ser visualizados na Tabela 2 e foram apresentados “oralmente” no XVIII ENIC da UNITAU, 2013.
- Preparo das Amostras de Plantas
As amostras das plantas coletadas nas áreas da Fazenda Renópolis foram lavadas e secadas em estufa com circulação de ar, até temperatura de 60o C. Após secagem, as amostras das plantas foram moídas em moinho tipo Willy. Em seguida, pesou-se 1 g de cada amostra em tubo de ensaio (com repetição) e, após, levadas à capela e inseridas em um bloco digestor. Acrescentou-se 6 ml de ácido nítrico e 2 ml de ácido perclórico em cada tubo de ensaio.
Ligou-se o termostato do bloco e a temperatura foi sendo aumentada gradativamente, até atingir 150o C, onde pode-se verificar a redução do volume da mistura a 1cm e clareamento das mesmas. Após resfriamento, as amostras foram filtradas em balão de fundo chato com capacidade para 25 ml, em seguida, transferidas para frascos de polietileno, e após, os extratos foram lidos no Espectrofotometro de Absorção atômica e quantificados os teores dos metais: Pb, Cd, Zn, Ni, Mn e Cu, cujos resultados preliminares podem ser visualizados na Tabela 4.
Registra-se que as plantas coletadas na áreas total da Fazenda Renópolis, não estão sendo analisadas no Centro Tecnológico de Controle da Qualidade L. A. Falcão Bauer (somente os solos), e tampouco foram analisadas no Laboratório de Solos e Nutrição de Plantas da Universidade de Taubaté. Porém, foram analisadas no Laboratório de Solos e Nutrição de Plantas da UNITAU penas as amostras coletadas na área II B, com a finalidade de obter resultados preliminares para participação no XVIII ENIC da UNITAU, 2013.
As espécies de plantas analisadas foram: jurubeba (olanumpaniculatum L.), folhas de goiabeira (Psidiumguajava L.), amendoim bravo  (Euphorbiaheterophylla L), carqueja (Baccharistrimera), cambará (Gochnatiapolymorpha) e samambaia (Pteridiumaquilinu).
Os resultados das concentrações dos metais obtidos nas plantas podem ser visualizados na Tabela 4.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Conforme já enfatizado, ressalta-se que apenas uma pequena parte das amostras (solos e plantas) foram feitas no Laboratório da UNITAU com a finalidade de antecipar parte dos resultados para participação no XVIII ENIC da UNITAU, 2013.
Os resultados das concentrações de metais quantificados nas amostras de solo da área II B podem ser visualizados na Tabela 2.

Os resultados obtidos foram comparados com os níveis de contaminação determinados por Kabata Pendias e Pendias, 1984 (Tabela 3).
Verifica-se que, nessa área (IIB), pode-se constatar contaminação apenas para o elemento Cd, onde as concentrações quantificadas foram de 3 mg/kg de Cd no solo, na profundidade de 10 a 20 cm (Tabela 3). Essas concentrações, segundo Kabata Pendices e Pendias (1984), indicam que os solos apresentam contaminação por esse metal. Como os teores de Cd em solos são muito baixos, a níveis de ppm, ou, dependendo do tipo de solosaté mesmo isentos, pode-se inferir que essas concentrações sejam oriundas dos insumos aplicados a mais de 60 anos nos solos, pelos colonizadores japoneses no cultivo da cenoura.
Em relação aos demais elementos analisados (Pb, Ni, Zn, Mn e Cu), as concentrações estão na faixa considerada isenta de contaminação (KABATA PENDIAS & PENDIAS, 1984).

Verifica-se na Tabela 4 que, apesar de ter sido detectado no solo concentrações elevadas de Cd, as plantas analisadas não extraíram Cd do solo. O mesmo foi observado em relação aos metais Pb e Ni, onde as concentrações nos tecidos não foram constatados (Tabela 4), estando, portanto, isentas de contaminação em relação a esses metais.
No que se refere aos demais elementos (Zn, Cu e Mn), era de se espera concentrações mais elevadas, o que é normal, pois, apesar de serem metais pesados, são elementos essenciais ao desenvolvimento das plantas. Porém, as concentrações encontradas não atingiram níveis tóxicos, indicando que a concentrações dos metais Zn, Cu e Mn estão na faixa considerada normal em plantas, não atingindo níveis tóxicos.