Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment / Avaliação da fitotoxicidade de chorume de aterro sanitário antes e após tratamento biológico

In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce (Lactuca sativa L.) and rocket plant (Eruca sativa Mill.) and root elongation of onions (Allium cepa L.). Bioassays were performed by exposing the seeds of L. sativa and E. sativa and the roots of A. cepa to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both L. sativa and A. cepashowed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in A. cepa exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In L. sativa, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment.

No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface (Lactuca sativa L.) e rúcula (Eruca sativa Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola (Allium cepa L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de L. sativa e E. sativa e raízes de A. cepa a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em L. sativa e A. cepa, evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em A. cepa exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em L. sativa, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico.

Sensitivity of salad greens (Lactuca sativa L. and Eruca sativa Mill.) exposed to crude extracts of toxic and non-toxic cyanobacteria / Sensibilidade de hortaliças (Lactuca sativa L. e Eruca sativa Mill.) à exposição de extratos brutos de cianobactéria tóxica e não tóxica

We evaluated the effect of crude extracts of the microcystin-producing (MC+) cyanobacteria Microcystis aeruginosa on seed germination and initial development of lettuce and arugula, at concentrations between 0.5 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC-LR equivalent, and compared it to crude extracts of the same species without the toxin (MC–). Crude extracts of the cyanobacteria with MC (+) and without MC (–) caused different effects on seed germination and initial development of the salad green seedlings, lettuce being more sensitive to both extracts when compared to arugula. Crude extracts of M. aeruginosa (MC+) caused more evident effects on seed germination and initial development of both species of salad greens than MC–. Concentrations of 75 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC–LR equivalent induced a greater occurrence of abnormal seedlings in lettuce, due to necrosis of the radicle and shortening of this organ in normal seedlings, as well as the reduction in total chlorophyll content and increase in the activity of the antioxidant enzyme peroxidase (POD). The MC– extract caused no harmful effects to seed germination and initial development of seedlings of arugula. However, in lettuce, it caused elevation of POD enzyme activity, decrease in seed germination at concentrations of 75 μg.L–1 (MC-75) and 100 μg.L–1 (MC-100), and shortening of the radicle length, suggesting that other compounds present in the cyanobacteria extracts contributed to this result. Crude extracts of M. aeruginosa (MC–) may contain other compounds, besides the cyanotoxins, capable of causing inhibitory or stimulatory effects on seed germination and initial development of salad green seedlings. Arugula was more sensitive to the crude extracts of M. aeruginosa (MC+) and (MC–) and to other possible compounds produced by the cyanobacteria.

Analisamos os efeitos de extratos brutos da cianobactéria M. aeruginosa, produtora de microcistinas (MC+), na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de alface e rúcula, em concentrações de 0,5 a 100 μg.L–1de MC–LR equivalente e comparamos com extrato brutos da mesma espécie sem a toxina (MC–). Extratos brutos de cianobactérias com MC (+) e sem MC (–) causaram efeitos diferentes na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças, sendo que a alface apresentou maior sensibilidade a ambos os extratos comparando-se com a rúcula. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) causaram efeitos mais evidentes sobre a germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças do que os (MC–). Concentrações de 75 e 100 μg.L–1 de MC–LR equivalente induziram maior ocorrência de plântulas anormais na alface devido ao aparecimento de necrose na radícula e seu encurtamento nas plântulas normais, bem como a redução no teor de clorofila total e aumento na atividade da enzima antioxidante peroxidase (POD). O extrato (MC–) não provocou efeitos inibitórios na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas para a rúcula, no entanto, provocou elevação da atividade da enzima POD, redução na germinação de sementes nas concentrações de 75 e 100 μg.L–1, e no comprimento da radícula na alface, sugerindo a ação de outros compostos presentes nos extratos da cianobactéria. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC–) podem conter outros compostos além de cianotoxinas capazes de provocar efeitos inibitórios ou estimulatórios na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de hortaliças. A rúcula apresentou menor sensibilidade aos extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) e (MC–) e outros possíveis compostos produzidos por estas cianobactérias.