Trabalho de Conclusão de Curso Fitorremediação de solo

Trabalho de Conclusão de Curso
Fitorremediação de solo contaminado por Metais
Pesados
Mirlene Rafaella Felix de Souza
Curso de Ciências Biológicas
Belo Horizonte – MG
2010
Mirlene Rafaella Felix de Souza
Trabalho de Conclusão de Curso
Fitorremdiação de solo contaminado por Metais
Pesados
Trabalho de conclusão de curso apresentado
junto ao Curso de Ciências Biológicas do
Centro
Universitário
Metodista
Izabela
Hendrix, como requisito parcial para obtenção
do titulo de licenciado no curso de Ciências
Biológicas.
Orientadora: Profª. Marina Neiva Alvim
Belo Horizonte – MG.
2010
AGRADECIMENTOS
Meus agradecimentos a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para
a realização deste trabalho e, em especial:
a professora Marina Neiva Alvim
Resumo
A fitorremediação utiliza sistemas vegetais para recuperar de solos
contaminados por poluentes tóxicos e tem despertado crescente interesse
entre pesquisadores e técnicos. Esta área de estudo, embora não seja nova,
tomou impulso nos últimos anos, quando se verificou que algumas plantas
apresentam a capacidade de recuperar áreas contaminadas.
Este trabalho tem como objetivo avaliar a literatura pertinente ao potencial de
espécies vegetais que podem ser uma das alternativas para a despoluição
ambiental na qual utiliza os sistemas vegetais e sua microbiota com o fim de
remover, capturar ou degradar substâncias tóxicas do ambiente contaminado
por metais pesados.
Introdução
A estimativa mundial para os gastos anuais com a despoluição
ambiental é aproximadamente 25 a 30 bilhões de dólares. No Brasil os
investimentos para o tratamento dos resíduos humanos, agrícolas e industriais
crescem à medida que as exigências da sociedade, e leis mais rígidas são
aplicadas (DINARDI, 2003). O uso de sistemas baseados em plantas para a
remediação de solos contaminados transformou-se em uma intensa área de
estudo científico, nos anos recentes, além de buscar encontrar uma maior
variedade de espécies de plantas capazes de remediar a contaminação do solo
por metais pesados.
Segundo SHAW, (1989) as plantas não são capazes de evitar
completamente a absorção dos metais pesados e diferentes espécies
desenvolveram uma série de mecanismos de tolerância ao longo do processo
evolutivo. Com relação a este aspecto, destacam-se três tipos de plantas:
indicadoras, em que a absorção e o transporte de metais pesados para a parte
aérea são regulados, e a concentração interna reflete os níveis externos de
contaminação; as acumuladoras, em que os metais concentram-se na parte
aérea em concentração superior a 1000 ppm; e as
exclusoras, em que a
concentração de metais pesados na parte aérea é mantida em níveis
constantes até que uma concentração crítica no solo seja alcançada, ocorrendo
então o aumento do transporte dos metais (BAKER, 1981).
Este trabalho tem como objetivo avaliar a literatura pertinente ao
potencial de espécies vegetais para serem utilizadas como espécies
fitorremediadoras de solo contaminado por metais pesados.
Solo e Metais pesados
Na biosfera, o solo é um componente muito específico, agindo
como um tampão natural e como depósito de contaminantes, alem de controlar
o transporte de elementos químicos e substâncias para a atmosfera, hidrosfera
e biota. Segundo ANJOS, (1998), o papel mais importante do solo está na sua
produtividade, que é essencial para a sobrevivência dos seres humanos.
A presença de metais pesados é um dos fatores que pode limitar o
uso do solo para fins produtivos além destes serem tóxicos para as culturas
eles podem entrar na cadeia trófica, podendo vir a ser tóxicos para animais e o
homem. Segundo MALAVOLTA (1994), a vida útil dos metais pesados no solo
varia, sendo de 70-510 anos para o Zn, 13-1100 anos para o Cd, 300-1500
anos para o Cu e 740-5900 anos para o Pb. A completa remoção dos
contaminantes metálicos dos solos é quase impossível.
Segundo Santos (1999), os metais pesados podem estar dispostos
no solo em diferentes formas. Sua distribuição é influenciada pelas seguintes
propriedades do solo: pH, potencial redox, textura, composição mineral,
características do perfil, componentes orgânicos do solo e na solução,
presença de outros metais pesados, temperatura do solo, conteúdo de água e
outros fatores que afetam a atividade microbiana. Estes fatores que afetam a
distribuição
dos
metais
pesados
no
sistema
solo
controlam
a
sua
disponibilidade, mobilidade do meio e disponibilidade às plantas.
Os metais pesados são muito usados na indústria e estão em
vários produtos, eles se diferenciam de outros agentes tóxicos por não serem
sintetizados nem destruídos pelo homem. A mineração, curtumes, gases
liberados pelas queimas de combustíveis fósseis, pesticidas, utilização do lodo
de esgoto para fertilização na agricultura, aplicação de fertilizantes com
impurezas e a fabricação e descarte de baterias, são uma das principais fontes
de contaminação do solo por metais pesados (KABATA-PENDIAS & PENDIAS,
2000).
Dentre os metais pesados, o Chumbo (Pb) tem-se destacado como
um dos maiores poluentes do meio, o que pode ser atribuído, principalmente,
ao seu largo uso industrial nas indústria extrativa e petrolífera (KABATAPENDIAS & PENDIAS, 2000). No solo, os metais pesados tendem a ligar-se
fortemente às argilas e outras partículas, concentrando-se e acumulando-se
nas camadas superiores.
A contaminação do solo com Pb pode acarretar uma série de
problemas ambientais, como a toxidez direta para microrganismos, animais e
humanos
(HUANG
&
CUNNINGHAM,
1996;
KABATA-PENDIAS
&
PENDIAS,2000). Assim, a reabilitação de solos contaminados com esse
elemento é muito importante pelo fato desses contaminantes exercerem uma
grande pressão sobre o equilíbrio e qualidade dos ecossistemas. Por esse
motivo, passou se a preferir à utilização por métodos in situ que perturbem
menos o ambiente.
Pesquisas vêm sendo realizadas nos EUA e na Europa, segundo
CUNNINGHAM et al (1996), mas também outros países vem pesquisando e
estudando esta tecnologia, como Canadá, Coréia e Japão. Exemplo disso são
os pesquisadores do Laboratório Nacional de Pesquisa em Fitorremediação
(Coréia), que transferiram um gene da levedura Saccharomyces cerevisiae
para o DNA da Arabidopsis thaliana, planta modelo em pesquisas genéticas
(ABRABI, 2004). O gene conferiu à Arabidopsis tolerância a metais pesados,
como chumbo e cádmio. O resultado é uma planta transgênica capaz de
absorver esses metais do solo, sem que haja prejuízo ao seu crescimento e
desenvolvimento.
Biorremediação
Várias técnicas vêm sendo desenvolvidas e consolidadas, uma que
esta em grande destaque é a biorremediação. Esta técnica de despoluição de
ambientes contaminados baseada na aceleração do processo natural de
biodegradação de determinadas substâncias no meio ambiente (DINARDI,
2003). O processo depende de algumas condições ambientais, como
temperatura, presença de oxigênio, nutrientes e pH. Essa técnica de limpeza
usa microrganismos ou processos microbianos para reduzir a concentração
e/ou a toxicidade de determinados poluentes, acelerando o processo de
biodegradação (DINARDI, 2003).
O uso da técnica de biorremediação foi descoberta através de
pesquisas de investigação da degradação de hidrocarbonetos no ambiente
natural, nas quais foram identificados alguns microrganismos capazes de usar
tais hidrocarbonetos como fonte de carbono e energia (SANTOS et al, 1999).
Mas, somente após a análise dos fatores bióticos e abióticos envolvidos no
processo de biodegradação, a técnica passou a ser aplicada na limpeza de
ambientes contaminados por óleo (CHEKOL, 2004). As técnicas de
biorremediação podem ser classificadas como ex situ ou in situ. No tratamento
ex situ o material contaminado é removido para outro lugar e tratado. As
técnicas in situ envolvem tratamentos no próprio local contaminado.
•
Vantagens e desvantagens da biorremediação
A biorremediação oferece algumas vantagens sobre outras
técnicas de remediação, como demonstrado no quadro 1. É ecologicamente
correta, pois não altera o equilíbrio dos ecossistemas, visando somente a
biodegradação dos compostos poluentes, portanto a redução da concentração
e/ou toxicidade.
Quadro 1 Vantagens e Desvantagens da Biorremediação
VANTAGENS
DESVANTAGENS
Habilidade dos microrganismos de Para os compartimentos água e ar,
biodegradar substâncias perigosas ao maior dificuldade de aclimatação dos
invés de meramente transferirem o microrganismos;
contaminante de um meio para outro;
eficiente em meios homogêneos e de
textura arenosa;
Baixo
custo
comparativamente
a Limitações
em
função
de
outras técnicas de remediação, se os heterogeneidades em subsuperfície
compostos
forem
facilmente
degradáveis;
A tecnologia pode ser considerada Inibição por compostos competidores
como destrutiva dos contaminantes;
(a exemplo do MTBE na presença de
BTEX);
Permite atingir concentrações alvo
ambientalmente aceitáveis
solo.
para
o
•
Tipos e Estratégias para Biorremediação
São muitos os tipos e as estratégias utilizadas para a remediação de
locais contaminados. A seguir algumas definições são dadas e as vantagens e
desvantagens de cada técnica comparada no quadro 2.
Biopilhas são conhecidas como biocélulas ou pilhas compostas e são usadas
para reduzir as concentrações de constituintes do petróleo em solos
escavados, através do uso da biodegradação (EPA, 1994). Esta tecnologia
envolve o empilhamento de camadas de solo e a estimulação da atividade
microbiana do solo pela aeração e/ou adição de minerais, nutrientes e
umidade. As biopilhas são construídas sobre uma base impermeável para
reduzir o potencial de migração dos lixiviados para o ambiente subsuperficial
(EPA, 1994 e BITTAR, 2000).
Muitos contaminantes orgânicos têm sido reduzidos com a utilização de
biorremediação através das biopilhas. Esta tecnologia tem demonstrado
funcionar com sucesso, especialmente para os hidrocarbonetos petrolíferos,
hidrocarbonetos poliaromáticos (HPA) e cloretos (CHEKOL, 2004).
Landfarming é uma tecnologia de superfície de remediação em que o solo
contaminado é escavado em camadas finas e espalhado sobre a superfície do
terreno, onde ocorre a estimulação da atividade microbiana aeróbica por
intermédio da aeração e/ou adição de minerais, nutrientes e umidade.
O "Iandfarming" é empregado com elevada eficiência no tratamento de rejeitos
industriais, especialmente na indústria petroquímica. O rejeito é misturado ao
solo por aração e dragagem e as condições físico-químicas do solo (água,
aeração e nutrientes) são monitoradas para maximizar a atividade heterotrófica
(EPA, 1990).
Os biorreatores têm como diferencial o tratamento em um espaço confinado, o
reator. A sua aplicação apresenta como maior vantagem o fácil controle de
degradação biológica, que permite um tratamento rápido e eficaz. As
concentrações de oxigênio e de nutrientes, o teor de água, a temperatura e o
pH são monitorados on-line e podem ser regulados de forma eficiente.
Basicamente diferenciam-se dois tipos de reatores: biorreatores do tipo a seco
e biorreatores do tipo suspensão (slurry bioreactors) ( EPA, 1990).
Slurry bioreactors baseiam-se na principal tecnologia eletrônica utilizada no
processo de biodegradação: aeróbio (oxigênio molecular), anóxica (nitrato e de
alguns
metais
cátions),
anaeróbio
(sulfatos-redutores,
metanogênicos,
fermentação), ou misto ou combinado de elétrons (EPA, 1990, 2006). Os
biorreatores em geral podem ser utilizados para solos, sedimentos, lamas e
semissólidos ou outros resíduos sólidos. Biorreatores são onerosos e, portanto,
são passíveis de ser utilizados para o tratamento mais difícil (EPA, 1990).
A bioventilação é uma tecnologia que aumenta a biodegradação natural dos
hidrocarbonetos de petróleo mediante o fornecimento de oxigênio aos
microrganismos presentes no solo. Utiliza baixa vazão de ar, suficiente apenas
para manter a atividade microbiana. Na maioria dos casos, o oxigênio é suprido
pela injeção direta de ar no solo contaminado, onde ocorre também a
biodegradação dos compostos orgânicos voláteis, que se movem lentamente
através
do
solo
biologicamente
ativado.
A
bioventilação
é
utilizada
principalmente para tratar a biodegradação aeróbia de contaminantes, como os
compostos
orgânicos
voláteis
hidrocarbonetos) (EPA, 2008).
e
não-clorados
(por
exemplo,
petróleo
QUADRO 2 Vantagens e Desvantagens das técnicas de biorremediação
VANTAGENS
•
DESVANTAGENS
Custo extremamente baixo
quando
comparado
•
às
•
•
É
efetiva
é
eficiente
para
concentrações de petróleo
técnicas convencionais
Biopilha
Não
>50.000 ppm
para
•
Presença
de
metais
contaminantes com baixa
(>2.500ppm) por inibir a
taxa de biodegradação
atividade
Tempo de tratamento curto,
microrganismos
de seis meses a 2 anos
•
dos
Geração de vapor durante o
tratamento
pode
exigir
tratamento prévio à emissão
para o meio ambiente
•
Simples
de
planejar
e
•
executar;
•
Possui
um
tempo
de
•
superiores
curto:
geralmente de seis meses a
•
de
metais
a
2.500
ppm
pode ser tóxica para a biota
•
Constituintes
voláteis
dois anos
tendem a evaporar durante
Grandes volumes do solo
o
podem ser tratados
biodegradando
Tem
pequeno
impacto
•
ambiental;
•
presença
pesados em concentrações
tratamento
Landfarming
A
processo,
não
se
Custos podem ser incorridos
durante a escavação;
Eficiente para o tratamento
•
Pós
e
poeiras
geradas
de constituintes orgânicos
durante a aeração podem
com
afetar a qualidade do ar
velocidade
biodegradação baixa
de
•
Maiores
taxas
de
•
Escavação do solo
biodegradação de poluentes
•
Aumento
em
comparação
dos
custos
do
tratamento.
à biorremediação in situ
Biorreator
• Controle e otimização de
diversos
parâmetros
ambientais, como temperatura,
pH etc
Bioventilação
•
•
•
Equipamento disponível, de
•
Concentrações elevadas dos
fácil instalação
constituintes
Pouca intervenção no local
tóxicas
contaminado
microrganismos;
Tempo de tratamento curto,
•
podem
para
ser
os
Não aplicável em solo de
baixa permeabilidade ou alto
de seis meses a dois anos
teor de argila
•
Exige autorização para a
injeção de nutrientes.
• Baixo custo
•
restringir o crescimento das
• As plantas ajudam no controle
plantas
do processo erosivo, eólico e
hídrico;
• São
mais
controladas
•
fáceis
do
de
ser
que
os
microrganismos;
Fitorremediação
• Pode ser combinada a outros
métodos de descontaminação
O clima é um fator que pode
O
tempo
obtenção
requerido
para
de
uma
despoluição satisfatória pode
ser longo
Fitorremediação
Desde a antiguidade com o surgimento das primeiras cidades,
aparece de modo concomitante utilização das plantas para mitigar os efeitos
nocivos das atividades antrópicas. Em 1910, a fitorremediação para o
tratamento de solos poluídos com metais pesados nasce na Rússia com a
publicação dos trabalhos de Vernadsky (“A biosfera"). O estudo dos fluxos
biogeofísicos entre o solo (litosfera), os vegetais (biocenose) e a atmosfera
levou à definição das regras de cálculo de bioacumulação de metais pesados
nos vegetais. O laboratório de Ecologia Aplicada de Oural à Ekaterinbourg dirigido a várias décadas por Tamara Chibrik - analisou os impactos sobre a
saúde humana, na maior parte das aglomerações russas, das zonas que
perturbam os fluxos biogeoquímicos da biosfera e também do magnetismo
terrestre. Em 1980, a URSS publicou uma diretiva nacional sobre a
fitoremediação
e
incluiu
nos
planos
qüinqüenais
um
programa
de
"fitorecultivação" dos solos industriais contaminados que resultou o tratamento
de mais de 1,4 milhões de hectares entre 1980 e 1990. Por volta do anos 90,
nos EUA, o russo Ilya Raskin, se inspirando nos antigos trabalhos científicos
soviéticos sobre fitoacumulação, desenvolve o conceito de fitoextração. Assim,
surgem as primeiras empresas de despoluição através das plantas e as
primeiras patentes são depositadas após mais de cinqüenta estudos científicos.
Depois de 2000, o conceito de fitorremediação se generaliza no mundo a partir
de vários programas de pesquisas cientificas. A Agência de Proteção do Meio
ambiente dos EUA publica o primeiro guia de fitorremediação em fevereiro de
2000 e a Comunidade Européia lança o programa de pesquisa COST 837 para
por em prática os primeiros ensaios sobre o terreno. Hoje em dias os estudos
continuam evoluindo, mas á muito ainda há que ser investigado a fim de tornar
a prática da fitorremediação uma ferramenta eficiente e economicamente
viável.
Em virtude do aumento progressivo de teores de metais pesados
no ambiente através das atividades humanas, a sociedade está se despertando
para as conseqüência maléficas que esses poluentes ocasionam ao meio
ambiente e à saúde humana. A ocorrência de áreas degradadas por tais
elementos torna- se cada vez mais freqüente e preocupante. A fitorremediação,
é uma alternativa capaz de empregar sistemas vegetais fotossintetizantes e
sua microbiota com o fim de desintoxicar ambientes degradados ou poluídos. A
fitorremediação é uma tecnologia barata, com capacidade de atender uma
maior demanda, e que apresenta o maior potencial de desenvolvimento futuro
(CHEKOL, 2004).
As substâncias alvos da fitorremediação incluem metais (Pb, Zn,
Cu, Ni,Hg, Se), compostos inorgânicos (NO3- NH4+, PO4 3-), elementos
químicos radioativos (U, Cs, Sr), hidrocarbonetos derivados de petróleo
(BTEX), entre outros, (GRATÃO et al., 2005). A fitorremediação oferece várias
vantagens; grandes áreas podem ser tratadas de diversas maneiras, a baixo
custo, com possibilidades de remediar, o solo e subsolo contaminados e ao
mesmo tempo embelezar o ambiente. Entretanto, o tempo para se obter
resultados satisfatórios pode ser longo (DINARDI, 2003).
A destruição das coberturas vegetais em áreas contaminadas por elementos de
alta toxidade agrava a degradação do solo, promovendo assim: erosão hídrica
e eólica, lixiviação dos contaminantes para o lençol freático, desencadeando
progressivo grau de contaminação de outras áreas. A recuperação desses
ambientes necessita estudos de diversas naturezas sobre solo, vegetação e
água (CUNNINGHAM ET AL, 1996). E em se tratando de revegetação, a
identificação de espécies tolerantes ou com capacidade de acumular os
contaminantes mostra-se fundamental para o sucesso do processo.
Há também estudos, desenvolvidos pela Universidade da Geórgia,
nos EUA, nos quais a Arabidopsis thaliana foi modificada geneticamente, só
que com dois genes da bactéria Escherichia coli (ABRABI, 2004). E com isso, a
nova variedade da planta se torna capaz de absorver arsênico do solo; outra
pesquisa desenvolvida pela Universidade da Geórgia foi desenvolver
algodoeiros transgênicos para limpar solos contaminados com mercúrio
(ABRABI, 2004). As plantas já estão sendo testadas no estado norte-americano
de Connecticut, onde irão retirar o mercúrio depositado por uma antiga fábrica
de chapéus. Estima-se que a cidade deverá economizar cerca de US$ 500 mil
– o custo da remoção e recolocação do solo (DINARDI, 2003).
Vários estudos estão sendo realizados com o intuito de selecionar
plantas que reúnam o maior número de características para servirem de
fitorremediadoras. Outro aspecto a ser observado é que, embora a maioria dos
testes avalie plantas isoladas, várias espécies podem ser usadas em um
mesmo local, ao mesmo tempo ou subseqüentemente, para remover mais de
um contaminante (MILLER, 1996).
Segundo NEWMAN, (2004) existem alguns requisitos para a
implantação de programas de fitorremediação que devem ser levados em
considerações, como as características físico-químicas do solo e do
contaminante, e sua distribuição na área. É desejável que as plantas que
apresentem potencial para fitorremediação possuam algumas características
que devem ser usadas como indicativos para seleção. Qualquer fator que
venha ocasionar alguma interferência negativamente no desempenho das
plantas deve ser controlado ou minimizado, para favorecer sua ação
descontaminante ( BAKER, 1981).
A fitorremediação pode ser classificada dependendo da técnica a
ser empregada, da natureza química ou da propriedade do poluente. Assim, a
fitorremediação pode ser compreendida em:
Fitoextração: Segundo NEWMAN, (2004) esta prática envolve a absorção dos
contaminantes pelas raízes, os quais são nelas armazenados ou são
transportados e acumulados nas partes aéreas. É aplicada principalmente para
metais (Cd, Ni, Cu, Zn, Pb) podendo ser usada também para outros compostos
inorgânicos
e
orgânicos.
Esta
técnica
utiliza
plantas
chamadas
hiperacumuladoras, que tem a capacidade de armazenar altas concentrações
de metais específicos (0,1% a 1% do peso seco, dependendo do metal). As
espécies de Brassica juncea, Aeolanthus biformifolius, Alyssum bertolonii e
Thlaspi caerulescens são exemplos de plantas acumuladoras de Pb, Cu/Co, Ni
e Zn respectivamente.
Fitovolatilização: alguns íons de elementos dos subgrupos II, V e VI da
Tabela periódica, mais especificamente, mercúrio, selênio e arsênio, são
absorvidos pelas raízes, convertidos em formas não tóxicas e depois liberados
na atmosfera. Este mecanismo é empregado também para compostos
orgânicos (GRATÃO, 2005).
Fitoestimulação: as raízes em crescimento promovem a proliferação de
microrganismos degradativos na rizosfera, que usam os metabólitos exudados
da planta como fonte de carbono e energia . A aplicação da fitoestimulação
limita-se aos contaminantes orgânicos. A comunidade microbiana na rizosfera
é heterogênea devido à distribuição espacial variável dos nutrientes nesta
zona, porém os Pseudomonas são os organismos predominantes associados
as raízes (GRATÃO, 2005).
Rizofiltração: é a técnica que emprega plantas terrestres para absorver,
concentrar
e/ou
precipitar
os
contaminantes
de
um
meio
aquoso,
particularmente metais pesados ou elementos radiativos, através do seu
sistema radicular. As plantas são mantidas num reator com sistema
hidropônico, através do qual os efluentes passam e são absorvidos pelas
raízes, que concentram os contaminantes. Plantas com grande biomassa
radicular (hiperacumuladoras aquáticos) são as mais satisfatórias, como
Helianthus annus e Brassica juncea, as quais provaram ter potencial para esta
tecnologia.
Fito-estabilização usa plantas para limitar a mobilidade e bio-disponibilidade
de metais nos solos. As plantas usadas devem ser capazes de tolerar altos
níveis de metais e imobilizá-los no solo por precipitação, complexação ou
redução de valências (CARLMA & JOHN KINGSCOTT, 1997).
Na remediação de áreas contaminadas a utilização de apenas uma
única técnica às vezes não é eficaz para a limpeza do ambiente. Desta forma
nos depara se com várias situações que exigem um conhecimento mais
avançado sobre as técnicas existentes, sobretudo aquelas que podem ser
aplicadas em consórcio (em conjunto e no mesmo momento).
Neste caso a Fitorremediação, torna-se uma técnica importante de
consórcio que utiliza plantas e bactérias para ser aplicado em solos
contaminados por compostos orgânicos e/ou inorgânicos. Neste processo
empregam-se plantas associadas às bactérias para descontaminar sítios com
resíduos químicos orgânicos em sua porção superficial. Áreas contendo
plantas apresentam uma biodegradabilidade mais acelerada devido a
expansão da população ativa dos microrganismos no solo (rizosfera), que se
utilizam da fração “exudada” das raízes como fonte de alimento, o exudado das
raízes também estimula transformações cometabólicas, assim sendo muitos
contaminantes são degradados via estimulação da microbiota pela presença do
exsudato, além de algumas plantas produzirem enzimas que transformam
metabolicamente os contaminantes orgânicos contribuindo, desta forma, para
sua oxidação mais rápida pelos microrganismos presentes no solo (CHEKOL;
VOUGH & CHANEY, 2004).
Segundo
diretamente
ligada
DINARDI
à
(2003)
importância
da
a
utilização
recuperação,
de
consórcio
está
monitoramento
e
conservação do ecossistema de Manguezal (em que a aplicação do consórcio
é mais comum), devido às suas principais funções.
Para cada elemento, espécie de planta e fase de crescimento a
distribuição e acúmulo de contaminantes metálicos variam, mas normalmente,
o principal órgão, tanto de absorção quanto de acúmulo, é a raiz. No sistema
metal-planta, o metal pode tender a se acumular nas raízes, enquanto que em
outros o mesmo pode tender a se acumular em outros órgãos, como caule,
folha e fruto (BAKER, 1981).
Alguns elementos como B (Boro), Ni (Níquel), Mn (Manganês) e Zn
(Zinco) são distribuídos de maneira uniforme pela planta, enquanto Co
(Cobalto), Cu (Cobre), Mo (Molibdênio) e Cd ocorrem em maiores
concentrações nas raízes, com quantidades de moderadas a grandes na parte
aérea; Cr (Cromo), Pb, Ag (Argônio), Sn (Estanho), Ti (Titânio) e V (Vanádio)
concentram se principalmente nas raízes, com quantidades muito pequenas na
parte aérea. As plantas podem acumular metais pesados em seus tecidos
devido à grande habilidade de se adaptarem às várias condições químicas do
ambiente. Por isso são consideradas como um reservatório de elementos
metálicos presentes no solo, água e ar. ( MALAVOLTA,1994 e KABATAPENDIAS & PENDIAS, 2000).
Estudos de campo e laboratório tem demonstrado o potencial
fitorremediador de algumas plantas.
Plantas de azevém, amendoim e estilosante apresentam potencial
para fitorremediação de áreas contaminadas por arsênico (As). Os teores de
As nas raízes de todas as espécies foram bastante elevados, indicando que há
mecanismos de compartimentalização (SNELLER ET AL., 1999; SCHMÖGER
ET AL., 2000;MEHARG & HARTLEY-WHITAKER, 2002). As espécies vetiver,
jureminha e algaroba comportaram-se de modo diferenciado à contaminação
com chumbo (Pb), com respostas distintas quanto à tolerância, absorção,
distribuição e acúmulo deste elemento.
Com base nas doses críticas de
toxidez, verificou se que a raiz demonstrou ser o compartimento mais sensível
à contaminação com Pb nas plantas de vetiver e algaroba. Os maiores
acúmulos de Pb ocorreram nas raízes das plantas analisadas (SNELLER et al.,
1999; SCHNMOGER et al., 2000;MEHARG & HARTLEY-WHITAKER, 2002). O
vetiver também apresentou elevada tolerância e eficiência de absorção e
translocação de Pb para a parte aérea, o que pode tornar esta espécie de
grande importância para programas de fitorremediação de áreas contaminadas
com Pb. Em 2002, Carneiro et al. avaliaram o crescimento de espécies
herbáceas em misturas de solo com diferentes graus de contaminação com
metais pesados. Através dos resultados puderam observar que a população de
Ginseng brasileiro (Pffafia sp.) apresentou elevada tolerância a altas
concentrações de cádmio e zinco, sendo hiperacumuladora do primeiro.
Outra vertente é o consorcio com microorganismos. Neste âmbito
CARNEIRO et al. (2001) avaliaram plantas herbáceas em solo contaminado
por metais pesados e inoculadas por de fungos micorrízicos arbusculares, e
puderam observar que a mostarda (Brassica juncea), com a inoculação dos
fungos, teve o melhor resultado em relação à acumulação do chumbo, cádmio
e zinco.
MELO et al. (2002) avaliaram a fitotoxicidade do tomate
(Lycopersicon lycopersicum) e do repolho (Brassica oleraceae) em solo
contaminado por metais pesados concluindo que estas espécies apresentam
grande
potencial
para
o
teste
contaminantes.PLETSCH
et
al.
por
(2002)
serem
pouco
utilizaram
sensíveis
culturas
de
aos
raízes
geneticamente transformadas da cenoura (Daucus carota) como modelo
experimental para o estudo da tolerância ao fenol e seus derivados clorados,
obtendo bons resultados com alguns cultivares.GRATÃO (2005) analisou a
resposta antioxidativa de células do tabaco (Nicotiana tabacum) submetidas ao
cádmio, observando, principalmente, que o principal mecanismo de defesa da
espécie foi a produção de enzimas como substrato para fitoquelatinas, que são
proteínas ligantes de metais pesados.Em um dos trabalhos mais recentes na
área, Souza (2004) avaliou a eficiência da mamona (Ricinus communis) na
fitorremediação de uma área afetada por metais pesados (Pb, Cd, Zn, As e
Cu).
Apesar de todos os estudos citados, muito ainda precisa ser
estudado a fim de viabilizar totalmente as técnicas de fitorremediação.
Perspectivas
Estudos
com
plantas
fitorremediadoras
têm
demonstrado
resultados promissores para a aplicação desta técnica. O potencial de algumas
plantas para a fitorremediação. USEPA – “United States Environmental
Protection Agency” (1983; 1987; 1991; 1994; 2000) é uma das referências de
trabalho e pesquisas sobre plantas hiperacumuladoras, para serem utilizadas
na fitorremediação. Por isso a relevância de se empregar vegetais
fitorremediadores como a Mamona (Ricinus communis), que, posteriormente,
poderá ser reutilizada na extração do óleo para produção do biodiesel, além de
suas outras centenas de utilidades certificadas pela ISO 14000.
Conclusão
A fitorremediação é uma técnica que apresenta um elevado
potencial de utilização, devido às vantagens que apresenta em relação às
outras técnicas de remediação de contaminantes do solo. Espécies de plantas
podem ser usadas como bioindicadoras de solos contaminados por metais
pesados, essa técnica exige elevadas considerações, com as características
físico-químicas do solo e do contaminante, na área que esta técnica será
aplicada. A fitorremediação oferece várias vantagens uma delas é que
podemos tratar grandes áreas a baixo custo, com possibilidades de remediar a
contaminação do solo. Na Fitorremediação, a escolha da espécie vegetal a ser
utilizada é um dos pontos mais importantes. As plantas leguminosas e
frutíferas, quando são utilizadas, podem causar grandes riscos pois são
consumidas pela população.
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