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Fitoestabilização Controlada: Proposta de
Processo de Revitalização para Passivos de
Areias de Fundição
Dr. Fábio Netto Moreno
&
Dr. Joel B. Sígolo
SÍTIO EXPERIMENTAL
Projeto Piloto: Fitoestabilização in situ de metais tóxicos
contidos em resíduos de areia de fundição
• Empresa do setor de fundições, classificada como de
grande porte pela CIESP.
• Resíduo (classe II) disposto a céu aberto em área de 3
ha;
• Volume de resíduo estimado em 300 000 m3;
• Diagnóstico preliminar revelou a contaminação do
aquífero local para Se, Bo, Mo, Zn, Pb, Al, Fe e Mn acima
dos limites de intervenção;
• Custos para remoção e transporte do resíduo para aterro
foram estimados em aprox. U$ 30 milhões.
INVESTIGAÇÕES REALIZADAS
Trincheiras
Sondagens a Trado
Poços de Monitoramento
Geofísica
FUNDAMENTAÇÃO DO MÉTODO
Mecanismos da Fitorremediação
O2
FITOVOLATILIZAÇÃO
CO2
H2O
Se X → DMSe
Zn
FITOEXTRAÇÃO
Hg(SR)2 → Hg0
As
CrVI → CrIII
Ni
FITODETOXIFICAÇÃO
As Se
RIZOVOLATILIZAÇÃO
Hg(SR)2 → Hg0
Ni Cr
Zn
TRANSLOCAÇÃO
Hg RIZOFILTRAÇÃO
U
RIZODEGRADAÇÃO
BTX, TCE, etc
ABSORÇÃO
As
Cr
Ni
Se Hg
Zn
Hg
Pb Cr
Zn FITOESTABILIZAÇÃO
Contaminantes
Espécies
Salix sp.
BTX, Atrazina,
Fenóis, TCE, EtOh, Populus spp.
RDX
Mecanismos
Rizodegradação,
Fitodetoxificação,
Fitovolatilização
Zn e Cd
A. halleri, Pfaffia sp.,
T.caerulenscens.
Fitoextração
As, Ni
Pteris sp., B. coddii
Fitoextração
B.juncea (GM),
Populus spp. (GM)
Fitovolatilização
Hg orgânco e
inorgânico
Zn, Cd, Cu, Pb, Mn, Z. mays, Eucaliptus spp, Fitoestabilização
A.cappilares, F.rubra
As
Se Inorgânico
Salicornia bigelovvi
Fitovolatilização
U, As, Hg
Helianthus sp.,
E.crassipes, Pteris sp.
Rizofiltração
Cr
E.crassipes
Fitodetoxificação
Hg inorgânico
B. Juncea
Rizovolatilização
Revitalização e Reutilização de Áreas
Contaminadas pela Fitorremediação
Criação de Parques
e Áreas de Lazer
Recuperação e Proteção
de Mananciais
$
Revegetação de
Áreas
Degradadas
$ Créditos de
$
Carbono
$
Produção de
Biocombustíveis
Recuperação de
metais nobres
Cd Au As Ni
Produção de Biomassa
e Eletricidade
Reciclagem
$
Berkheya coddii
Biomass 22t/ha/a. Concentração Ni nos tecidos: 1%
FITORREMEDIAÇÃO DE ÁREA
CONTAMINADA PELO NÍQUEL
Local: Rustenburg, África do Sul,
AMPLATS
Problema: Contaminação por Ni em uma
área de 5 ha
Solução: Fitorremediação utilizando B. coddii,
espécie hiperacumuladora de Ni
(22 t/ha/a, 1% Ni)
5 cm
FITOESTABILIZAÇÃO DE ÁREAS
CONTAMINADAS POR METAIS TÓXICOS
Local: Rejeitos da Mina Tui,
Te Aroha, Nova Zelândia
Problema: Substrato ácido e fitótoxico,
lixiviação de metais, contanminação de
mananciais e dispersão lateral pelo vento
Solução: Fitoestabilização com espécies
nativas e exóticas
FITOESTABILIZAÇÃO DE ÁREAS CONTAMINADAS POR METAIS TÓXICOS
Fitoestabilização de Áreas Contaminadas por Metais Tóxicos
Requisitos para o Sucesso da
Fitoestabilização
• Reduzir a fitotoxicidade do substrato;
• Reduzir a fito-disponibilidade de metais tóxicos;
• Reduzir a concentração de metais nos tecidos
aéreos.
Fatores que Afetam a Fitotoxicidade e a Fito-disponibilidade
de Metais Tóxicos no Solo
As
Co
_
Ni
Cr
Hg
Cr
Pb
Zn
Absorção de
metais
Valor de Ph
+
Teor de Argila
+
Matéria Orgânica
Nível de Fosfato
(alcal.) Fert. (ác.)
_
Materiais Inertizantes tais como:
• Fosfatos (hidróxiapatita);
• Aluminosilicatos (beringita);
• Óxidos e hidróxidos de Fe e Mn;
• Calcário;
• Resíduos industriais inorgânicos (escórias de aciaria);
• Compostos orgânicos (lodo de esgoto);
podem…
• Gerar mecanismos de
adsorção de metais
tóxicos;
• Reduzir a fitodisponibilidade de metais
e a fitoxicidade do
substrato;
M2+
M2+
• Restringir a acumulação
de metais nos tecidos
aéreos;
• Limitar a entrada de
metais na cadeia
alimentar.
E permitir o crescimento da vegetação !
M2+
A PROPOSTA
Objetivos
Aplicar o potencial adsorvente da turfa e
outros produtos (nanoesferas de ferro zero,
etc) em associação sinérgica com espécies de
plantas selecionadas na remediação in situ de
metais tóxicos contidos em areia de fundição
Espécie
Nome Pop.
Ambiente
Porte
Sensibilidade
a metais*
Salix sp.
Chorão
Margem
de Rio
Arbóreo
-
Acacia
mangium
Acácia
Clareira
Arbóreo
0
Cedrella
fissilis
Cedro
Clareira
Arbóreo
0
Eucalipto
grandis
Eucalipto
Clareira
Arbóreo
0
Brassica sp.
Mostarda
pioneira
Herbácea
0
Pfaffia sp.
calamina
pioneira
herbácea
0
Brachiaria
decumbes
Capim
braquiária
pioneira
rasteiro
++
Andropogon
sp.
Capim
andropogon
pioneira
rasteira
++
0= pouco sensíveis; += sensíveis; ++ = muito sensíveis; +++ = altamente sensíveis
Uso da Turfa na Recuperação de Ambientes
Degradados
• Minério fóssil de composição orgânica;
• Capaz de melhorar as propriedades físicas e químicas
do solo;
• Favorece a circulação de fluidos e o desenvolvimento de
raízes pivotantes no solo;
• Aumenta a capacidade de retenção de água e nutrientes;
• Protege contra variações bruscas de pH do meio;
• Alta polaridade e quantidade de elementos húmicos;
• Elevada capacidade de remoção de íons metálicos a
partir de soluções aquosas.
CH2
NH2
O+
- Cu++
NH2
C
CH2
O
C
O-
O
Metodologia Experimental
1. Amostragem
Carac. Física, Química e (Teor total metais, pH, Eh, CTC, MO,
textura, granulometria, mineralogia)
mineralógica
2. Laboratório
Tratamento do
Resíduo
Ensaios de FitoDisponibilidade
0 , 1.25%, 2.5%, 5%
(proporção turfa + resíduo)
Aquosa
Trocável
Inorgânica
e orgânica
3. Casa de
Vegetação
Ensaios de
Fitotoxicidade e de
Fito-acumulação
4. Campo
Aterro Empresa
ABA
Concentração
de Turfa
X
Espécies de
Planta
Espécie de X Concentração
Planta
de Turfa
Fitoestabilização de Metais Tóxicos Contidos em Resíduos
de Areia de Fundição: Modelo Conceitual
Transpiração
Evaporação
Precipitação e
Irrigação
Escoamento
Superficial
Camada
Superficial
FitoSubstrato
(1 – 2 m)
Filtro
Químico
Turfa +
Resíduo
Resíduo
Percolação
Percolação = Umidade inicial + Precipitação + Irrigação + Esc. Superficial
- Umidade Final – Evaporação – Transpiração – Esc. Superficial
Considerações finais
• As tecnologias geradas servirão de base
para o desenvolvimento de fito-substrato
específico em função das caracteristícas
de cada sítio contaminado;
• A fitoestabilização pode tornar-se uma
alternativa viável para remediação in situ e
revitalização de áreas contaminadas por
metais tóxicos e outros compostos
associados a areias de fundição;
Muito obrigado pela atenção
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