FITORREMEDIAÇÃO

Fitorremediação:
Engloba todos os processos
envolvidos na remediação de solos,
sedimentos e sistemas de aqüíferos
contaminados por meio da seleção e
utilização de espécies vegetais
(Schnoor et al., 1995)
A FITORREMEDIAÇÃO
A fitorremediação utiliza sistemas vegetais para recuperar águas e
solos contaminados por poluentes orgânicos ou inorgânicos. Esta área
de estudo, embora não seja nova, tomou impulso nos últimos dez anos,
quando se verificou que a zona radicular das plantas apresenta a
capacidade de biotransformar moléculas orgânicas exógenas (externas).
A rizosfera, como é denominada esta zona, tem sido desde então
estudada por sua importante função como fonte de nutrientes para os
diversos microrganismos que co-habitam nesta região, assim como a
sua capacidade de estimular a degradação de pesticidas,
hidrocarbonetos aromáticos polinucleares e outras substâncias químicas.
Está comprovado que os processos degradativos são mais acentuados
nos solos que apresentam cobertura vegetal do que aqueles
caracterizados pela sua ausência.
Vantagens e Desvantagens da Fitorremediação
Vantagens:
É uma tecnologia barata e por isso pode ser aplicada a grandes áreas
É aplicável a um grande número despoluentes orgânicos e inorgânicos
É ecologicamente e socialmente satisfatória
Os procedimentos são realizados in situ
Pode ser usada em conjunto com tecnologias mais tradicionais
Desvantagens:
As plantas são organismos vivos e suas raízes requerem oxigênio,
água e nutrientes.
A natureza do solo (pH, salinidade, textura) afeta o desenvolvimento
das plantas.
A concentração dos poluentes deve estar dentro do limite de tolerância
das plantas.
Os contaminantes hidrossolúveis podem se alastrar para longe da zona
radicular.
É um processo lento cujos efeitos são observados em longo prazo.
Existe a possibilidade destas plantas entrarem na cadeia alimentar.
Técnicas de
Fitorremediação
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Fitoextração
Fitoestabilização
Fitoestimulação
Fitovolatilização
Fitodegradação
Rizofiltração
Barreiras
hidráulicas
 Capas vegetativas
 Açudes artificiais
• Fitoextração: esse tipo, também chamado de
fitoacumulação, consiste na absorção do metal
contaminante pelas raízes das plantas para o tronco
e as folhas.
FITOEXTRAÇÃO
Absorção e armazenamento dos contaminantes pelas raízes ou são transportados e acumulados
nas partes aéreas.
Esta técnica utiliza plantas chamadas hiperacumuladoreas capazes de armazenar altas
concentrações de metais (0,1% a 1% do peso seco, dependendo do Metal).
Plantas acumuladoras de Pb, Cu, Co, Ni e Zn: Brassica juncea; Aeolanthus biformifolius;
Alyssum bertolonii e Thlasp caerulescens.
• Fitoestabilização: usa plantas para limitar a
mobilidade e biodisponibilidade de metais em solos.
As plantas usadas devem ser capazes de tolerar
altos níveis de metais e imobiliza-los no solo por
precipitação, complexação ou redução de valências
do metal.
FITOESTABILIZAÇÃO
Os contaminantes orgânicos ou inorgânicos são
incorporados à lignina da parede vegetal ou ao húmus do
solo e os metais são precipitados sob formas insolúveis,
sendo posteriormente aprisionados na matriz do solo.
Objetiva evitar a mobilização do contaminante e limitar sua
difusão no solo, através de uma cobertura vegetal
(CUNNINGHAM et al., 1996).
Exemplos de plantas cultivadas com este fim são as
espécies de Haumaniastrum, Eragrostis, Ascolepis,
Gladiolus e Alyssum.
FITOESTIMULAÇÃO
As raízes em crescimento (extremidades e ramificações
laterais) promovem a proliferação de microrganismos
degradativos na rizosfera, que usam os metabólitos
exudados da planta como fonte de carbono e energia.
Além disso, as plantas podem secretar elas próprias
enzimas
biodegradativas.
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 raizes. (Crowley et al.,
1997).
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. (BROOKS, 1998) Esta técnica pode ser
empregada para compostos orgânicos também.
• Fitodegradação: é o processo cujas plantas são
capazes de degradar poluentes orgânicos. Em
alguns casos, os poluentes degradam em simples
moléculas que são usadas para o crescimento da
planta.
FITODEGRADAÇÃO
contaminante
fragmentos
enzimas
novas
fibras
contaminante
Os contaminantes orgânicos são degradados ou mineralizados dentro das células
vegetais por enzimas específicas. Entre essas enzimas destacam-se as
nitroredutases (degradação de nitroaromáticos), desalogenases (degradação de
solventes clorados e pesticidas) e lacases (degradação de anilinas).
Populus sp. e Myriophyllium spicatum são exemplos de plantas que possuem tais
sistemas enzimáticos.
• Rizofiltração: é principalmente utilizada com água
contaminada. Similar a fitoextração, porém as
plantas
utilizadas
apresentam
raízes
que
desenvolvem um sistema radicular com grande área
de contato. Quando as raízes tornam-se saturadas
com os contaminantes, as plantas são coletadas e
trocadas para a continuação da remediação.
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 sistema hidropônico, através do qual
os efluentes passam e são absorvidos pelas raizes, que
concentram os contaminantes. Plantas com grande
biomassa radicular (hiperacumuladores aquáticos) são as
mais satisfatórias, como Helianthus annus e Brassica
juncea, as quais provaram ter potencial para esta tecnologia
(GALSS, 1998).
BARREIRAS HIDRÁULICAS
Algumas árvores de grande porte, particularmente aquelas
com raízes profundas (Ex: Populus sp.), removem grandes
quantidades de água do subsolo ou dos lençóis aquáticos
subterrâneos a qual é evaporada através das folhas. Os
contaminantes presentes na água são metabolisados pelas
enzimas vegetais, vaporizados junto com a água ou
simplesmente aprisionados nos tecidos vegetais.
CAPAS VEGETARIVAS
São coberturas vegetais, constituídas de capins ou árvores,
feitas sobre aterros sanitários (industriais e municipais),
usadas para minimizar a infiltração de água da chuva e
conter a disseminação dos resíduos poluentes, evitando
que o lixo fique a céu aberto. As raízes incrementam a
aeração do solo, promovendo a biodegradação, evaporação
e transpiração (GLASS, 1998).
AÇUDES ARTIFICIAIS
são ecossistemas formados por solos orgânicos,
microrganismos, algas e plantas aquáticas vasculares que
trabalham conjuntamente no tratamento dos efluentes,
através das ações combinadas de filtração, troca iônica,
adsorção e precipitação. É o mais antigo método de
tratamento dos esgotos municipais e industriais e não é
considerado como fitorremediação, pois se baseia nas
contribuições de todo sistema (GLASS, 1998).
plantas aquáticas empregadas em tratamento
de água:
Typha angustifolia
Taboa
Juncus acutus
junco agudo
Scirpus holoschoenus
Iris pseudacorus
lírio amarelo
Cyperus longus
junça-longa
Phragmites australis
caniço
FITORREMEDIAÇÃO - TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS
E.T.A.R. de Bodiosa – Viseu – Portugal
(lagoa de macrófitas emergentes com plantas previamente enraizadas em viveiro)
Sistemas de lagoas de macrófitas:
Sistemas baseados em macrófitas aquáticas
flutuantes (enraizadas ou livres);
Sistemas baseados em macrófitas submersas;
Sistemas baseados em macrófitas aquáticas
emergentes
Representação esquemática de um sistema de tratamento de
águas residuais baseado em macrófitas aquáticas livremente
flutuantes. Ilustra-se a espécie Eichhornia crassipes (jacinto
de água).
Representação esquemática de um sistema de tratamento de
águas residuais baseado em macrófitas aquáticas submersas.
Ilustra-se a espécie Elodea canadensis.
Representação esquemática de um sistema de tratamento de águas
residuais baseado em macrófitas aquáticas emergentes:
a) fluxo superficial, ilustra-se a
espécie Scirpus lacustris;
b) fluxo sub-superficial
horizontal, ilustra-se a espécie
Phragmites australis;
c) fluxo sub-superficial vertical
(percolação), ilustra-se a
espécie Phragmites australis.
Fitorremediação — Aplicação
Tratamento de água com aguapé
Tratamento de chorume por
Fitorremediação
Controle de erosão e disseminação
de Metais Pesados no solo
Tratamento de água com aguapé:
Eichhornia crassipes
Todas as macrófitas
exercem importante papel
na remoção de
substâncias dissolvidas,
assimilando-as e
incorporando-as à sua
biomassa, porém a
espécie Eichhornia
crassipes, o aguapé, tem sido a hidrófita mais estudada
para o tratamento de água com plantas.
Lagoa de Aguapé
LINS
Tratamento de Chorume por Fitorremediação:
“O chorume é o nome dado ao líquido escuro e turvo
proveniente do armazenamento e repouso do lixo”.
O chorume pode conter altas concentrações de sólidos
suspensos (1000 a 2500 mg L-1), metais pesados,
compostos orgânicos originados da degradação de
substâncias que facilmente são metabolizadas como
carboidratos, proteínas e gorduras.
Através dos métodos convencionais de tratamento, o
chorume tem sido descartado apresentando ainda forte
coloração, constituindo graves problemas para os
receptores aquáticos. Para solucionar este problema
vem sendo estudada uma forma de tecnologia
alternativa para o tratamento de chorume, a biofiltração.
Biofiltração:
Combina o processo físico de filtração, o qual é realizado
através de filtro de areia. Seguido de analises físicoquímicos do aterro.
Com o tratamento biológico, que consiste na biodegradação
da matéria orgânica contida na água filtrada com a
utilização do aguapé, seguida de análises químicas e
biológicas para
classificação da
água
visando
sua reutilização,
diversos estudos
têm comprovado
sua eficiência.
Pode–se, também utilizar o processo de fitorremediação no tratamento de chorume da
seguinte forma: realizando a filtração do chorume em areia visando a separação da água
sem coloração e utilizar o material retido no filtro como nutrientes para plantio de tubérculos
(beterraba, cenoura e rabanete) e espécies folhosas (alface).
Beterraba
(Beta Vulgaris L.)
A beterraba é uma hortaliça que requer
alta concentração de macronutrientes
(especialmente P, K e Mg), principalmente
em sua parte aérea; sua concentração de
micronutrientes é ainda maior em sua parte
aérea e raiz. Estes dados indicam que
devido a necessidade de nutrientes, a
absorção de chorume será grande.
As espécies olerícolas possuem
grande capacidade de extração do
solo e, dentre elas, a alface é
considerada a principal acumuladora
de metais pesados (principalmente Zn,
Cu, e Pb). Este acúmulo ocorre
basicamente na parte aérea da planta.
Cenoura
(Dacus Carota L)
A cenoura exige solos férteis e bem
estruturados para sua produção, fazendo da
matéria orgânica um fator importante em sua
cultura. Estudos constataram maior presença
de  caroteno em cenouras cultivadas
organicamente.
Rabanete
(Raphanus sativus L.)
As
concentrações
em
macro
e
micronutrientes
no
rabanete
são
elevadas, tanto na raiz como na parte
aérea, sendo considerada uma planta
exigente em nutrientes. Sua extração é
alta principalmente em Fe, Mg, Zn e Cu.
Alface
(Lactuca sativa)
Plantio de leguminosas para tratamento de chorume
Controle de erosão e disseminação de Metais
Pesados no solo:
O processo consiste basicamente em retirar a terra contaminada de valas
paralelas e de uma camada superficial de toda a área e substituí-la por solo
não-contaminado para implantar dois tipos de vegetação: arbórea sobre as
valas e herbácea (gramíneas) nos três metros que separam uma da outra. Na
superfície do solo contaminado entre as valas, é utilizado um "filtro químico" –
uma camada de calcário de aproximadamente 2 cm de espessura, que evita
que o metal passe para o solo sem contaminação, preservando, assim, a
vegetação implantada.
Eucalipto em solo contaminado sem filtro de calcário
(esquerda) e com o filtro (direita).
Solo contaminado
com metais pesados
Abertura das valas e
substituição da camada
superficial por solo não
contaminado
Implantação de
vegetação nas valas e
entre seus intervalos
Primeiros resultados.
Serrapilheira sobre o solo recuperado.
Começa a se formar uma camada de
matéria orgânica.
FIM