Fitorremediação

FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS E ÁGUA
Técnica utilizada para remediação de metais pesados e compostos e orgânicos.
Escolha da planta: boa capacidade de absorção, ser perene, ter um sistema
radicular profundo, ter a capacidade de se desenvolver bem em vários ambientes
o Eficiência e baixo custo
o Podem ser utilizadas para tratar áreas extensas
o Valorização estética da paisagem
o Os poluentes são absorvidos pela raiz, portanto as plantas removidas
devem ser eliminadas ou queimadas
Limitações da fitorremediação
o Longo tempo (até anos)
o Só se aplica a solos com contaminação superficial/águas rasas
o Requer climas amenos
o Não se aplica para compostos altamente hidrofóbicos
o Possibilidade de complexação de alguns contaminantes com os exudatos e
transporte pela água
o Requer avaliação de métodos de disposição das plantas acumuladoras
o Dificuldade de se tratar uma mistura de compostos e herbicidas
Algumas espécies fitorremediadoras
Calopogonium muconoides (calopogônio)
Crotalaria juncea (crotalárea)
Crotalaria spectabilis (crotalárea)
Vicia sativa (ervilhaça)
Cajanus cajan (feijão-guandu)
Canavalia ensiformes (feijão-de-porco)
Helianthus annus (girassol)
Dolichus lablab (lablab)
Pennisitum glaucum (milheto)
Stylosantes guianenis (mineirão)
Mucana cinereum (mucana-anã), Mucana cinereum (mucana-cinza), Mucana
aterrina (mucana-preta)
Raphanus sativus (nabo forrageiro)
Lupinus albus (tremoço-branco)
APLICAÇÕES
Tratamento de hidrocarbonetos de petróleo como benzeno, tolueno, etilbenzeno
e xileno (BTEX) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH),
pentaclorofenol, policlorados bifenilicos (PCBs), alifáticos clorados (ex:
tricloroetileno, tetracloroetileno e l,l,2,2-tetracloroetano), susbtâncias explosivas
(ex: 2,4,6-trinitrotolueno ou TNT e RDX), metais pesados (ex: chumbo, cádmio,
zinco, arsênico, cromo, selênio), fitossanitários (ex: atrazina, cianazina, alaclor,
diazanon e parathion), compostos radioativos (ex: cesio-137, estrôncio-90 e
uranio) e contaminação com derivados de compostos inorgânicos como amônio,
nitratos e fosfatos.
Ex1: girassóis foram usados para remover césio e estrôncio de lagoas na planta
nuclear de Chernobyl
Ex2: Plantas transgênicas com metalotioneína exógena (uma proteína que liga a
metais) utilizadas na remoção de metais.
TERMOS EMPREGADOS
Fitostabilização
A absorção e acúmulo no tecido da raiz ou precipitação dos contaminantes na
rizosfera, permite, em breve tempo, reconstruir vários ambientes uma excelente
cobertura vegetativa, reduzindo a mobilidade dos contaminantes, os processos
erosivos tipos de solos “nús”. Previne a migração para a água ou ar e reduz a
biodisponibilidade para uma possível introdução do contaminante na cadeia
alimentar.
Fitodescontaminação
Processos nos quais a concentração dos contaminanes do solo e água é reduzida
a um nível aceitável através da ação direta das plantas, pela degradação pela
microflora e associação destes.
• Fitoextração ou fitoacumulação: absorção e translocação do contaminante do
solo nos tecidos da parte superior da planta, seguido de coleta e destruição da
fitomassa.
• Fitotransformação ou Fitodegradação: é a decomposição dos contaminantes
absorvidos pela planta através dos processos metabólicos nos tecidos vegetais, ou
a decomposição dos contaminantes externamente através de enzimas produzidas
pela planta.
• Fitovolatilização: é uma forma particular de fitotransformação na qual após
os processos de absorção e translocação na planta, faz-se a liberação na
atmosfera dos contaminantes ou seus compostos de transformação. A liberação
de compostos orgânicos voláteis ou de metais se dá através do fluxo de
transpiração da planta. A completa degradação de alguns compostos se dá
sucessivamente também através de mecanismos di fotodegradação.
• Rizofiltração: termo usado para a remoção de contaminantes de águas,
sejam superficiais, de lençol ou de rejeitos, através da absorção, precipitação
sobre a superfície radical ou absorção nas raízes. Difere da fitoextração porque
em vez da translocação dos contaminantes na parte epígea da planta, a
rizofiltração se localiza a nível radical.
• Biodegradação intensificada na rizosfera: também chamada Rhizosphere
Bioremediation, Fitoestimulação ou Degradação assistida das plantas: se refere
à degradação no solo dos contaminantes através dos efeitos combinados
entre microrganismos que vivem numa associação íntima com as raízes e
os vegetais. Deve-se a um incremento da atividade microbiana com um
aumento potencial da ação de decomposição microbiana.
Aplicação
Compartimento Ambiental
Contaminantes
Biodescontaminação na
rizosfera
Solo, sedimentos, águas
contaminadas
Contaminantes orgânicos (TN-I,
PAHs, fitofármacos)
Fitoextração
Solo, sedimentos
Metais pesados
Rizofiltração
Água
Metais pesados, radioativos (‘37Cs,
90
Sr, U), orgânicos fortemente
hidrofóbicos
Wetlands
Água
Metais pesados, orgânicos
Land application
Água
Orgânicos
Fitoestabilização
Solo, sedimentos
Metais pesados, orgânicos com
forte hidrobicidade (PAHs, PCBs,
dioxina, pentaclorofenol, DDT,
dieldrin)
Interceptação de lençóis
H20 de lençóis superficiais
Alifáticos clorados (TCE),
aromáticos (BTEX), nutrientes
Capa vegetativa
Cobertura vegetal de
descargas municipais e de
rejeitos perigosos
Numerosos orgânicos e
inorgânicos
Fitorremediação de metais pesados:
 Fitoestabilização: minimização da erosão, proteção contra ação
ventos, chuva ⇒ redução da mobilidade dos metais pesados
 Fitoextração: remoção dos contaminantes inorgânicos pelas raízes e
acúmulo nas partes superiores das plantas
Plantas hiperacumuladoras:
Thlaspi caerulescens – acumula Zn de 2000 a 4000 mg/kg
Brassica juncea (mostarda da India) transgênica – produz
peptídio quelante de metais (Cd2+ e Cr2+)
Thlaspi caerulescens
Um número de quelantes extracelulares como ácidos orgânicos
(citrato e malato) são importantes em mecanismos de tolerância
ao alumínio
Peptídios quelantes de metais: fitoquelatinas (PCs) e metalotioninas, que se ligam
a metais por resíduos de cisteína
Ex: O trigo preto secreta ácido oxálico em resposta à pressão de Al2+
e acumula oxalato –Al nas folhas (não tóxico).
Agentes complexantes: HEDTA (ác. N-hidroetiletilenoaminotriacético), NTA (ác.
nitrilotriacético) e EDTA (ác. etilenodiaminotetracético) tem sido utilizados em
vasto campo experimental para permitir o aumento da absorção do metal pela
planta
Fitosorção: realizada por algas e plantas aquáticas
Ex: alga Phormidium e planta Myriophyllum spicatum adsorvem Cd, Zn, P, N e
Cu
Phormidium
Myriophyllum spicatum
Fitorremediação de contaminantes orgânicos:
 Captura direta e subseqüente acúmulo de metabólitos não
tóxicos no tecido vegetal
 Liberação de exudatos e enzimas que estimulam a atividade
microbiana que resultará na transformação do contaminante na
rizosfera
* Maior eficiência para compostos moderadamente hidrofóbicos