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INFLUÊNCIA DA VARIABILIDADE TEMPORAL NO POTENCIAL
FITORREMEDIADOR DA EICHHORNIA CRASSIPES EM
AMBIENTES NATURAIS
M. Y. F. CÂMARA1, L. E. S. PINTO1, F. B. A. de FREITAS1, F. G. H. S. PINTO2, A. G. D.
SANTOS2 e D. F. F. MARTINS1
1
2
Universidade Federal Rural do Semi-árido, Câmpus Caraúbas.
Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, Departamento de Química.
E-mail para contato: [email protected]
RESUMO – A fitorremediação vem se destacando bastante na área de recuperação
ambiental por ser um processo promissor de descontaminação. Por este motivo, o
presente trabalho teve como objetivo determinar o potencial fitorremediador da
Eichhornia crassipes presente no rio Apodi/Mossoró em relação aos teores de alguns
elementos utilizando a técnica de Fluorescência de Raio-x, e ainda verificar a influência
da variabilidade temporal nos resultados obtidos. Foram realizadas duas coletas, nos
meses de junho e julho, contendo amostras de água da bacia hidrográfica do Rio
Apodi/Mossoró e de macrófitas aquáticas, no trecho do rio que corta a cidade de
Mossoró. A partir dos resultados obtidos, apenas para os elementos como Br, Ca, Fe, K,
Mn, Rb, S, Si, Sn, Cl, P, Ti, Zn e Cu foram calculados o fator de translocação e
biacumulação. Assim, com base nos fatores de translocação e bioacumulação a espécie
estudada apresentou um grande potencial para ser utilizada como agente
fitorremediador em ambientes eutrofizados de todos os elementos quantificados, em
função das concentrações acumuladas no seu tecido, o qual são influenciados
significativamente pela temporalidade.
1. INTRODUÇÃO
A crescente poluição do solo e de águas superficiais e subterrâneas, provocado por meio de
resíduos sólidos urbanos, passou a ser motivo de diversos estudos em todo o mundo, principalmente
nos países mais industrializados, dado ao reconhecido potencial poluidor e o grande volume gerado
diariamente (SOUSA; ROESER; MATOS, 2002). Com essa problemática, faz-se necessário utilizar
de técnicas para descontaminação destes ambientes, as quais precisam aliar eficiência, simplicidade
nas manutenções, menor tempo demandado e um baixo custo. Assim, surge o interesse pela
biorremediação, caracterizada como uma técnica que tem por objetivo descontaminar o solo e a água
por meio da utilização de organismos vivos, como microrganismos e plantas (PIRES et al., 2003).
Dentro da biorremediação, a fitorremediação é uma das técnicas mais estudadas que se tornou
alvo de diversas pesquisas de interesse público e científico (BADR; FAWZY; AL-QAHTANI, 2012).
Segundo Tavares (2009) a fitorremediação se refere ao uso de plantas na descontaminação de
ambientes poluídos, principalmente com metais pesados e poluentes orgânicos, reduzindo os teores
desses elementos a níveis seguros à saúde humana, além de contribuir também na melhoria das
características físicas, químicas e biológicas destas áreas.
Dentre algumas plantas utilizadas na fitorremediação, destaca-se a Eichhornia crassipes,
pertencente à família Pontederiaceae, conhecida popularmente como aguapé. É considerada como
uma planta perene, fixa ou flutuante, com caule estolonífero, curto, e com raízes numerosas,
pendentes e plumosas (POTT e POTT, 2000 apud PALMA-SILVA et al., 2012). A Eichhornia
crassipes apresenta até 1000 kg/há dia de produtividade (COELHO, 1994), é uma planta promissora,
que tem a capacidade de fixar em seus tecidos nutrientes em quantidades superiores às suas
necessidades, bem como elementos químicos estranhos ao seu metabolismo (DENÍCULI et al., 2000).
Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo determinar o potencial fitorremediador
de macrófitas aquáticas da espécie Eichhornia crassipes presentes no rio Apodi/Mossoró em relação
aos teores de alguns elementos utilizando a técnica de Fluorescência de Raio-X e também verificar a
influência da variabilidade temporal nos resultados obtidos.
2. METODOLOGIA
Os métodos de análises utilizados seguiram a recomendação da metodologia descrita do
Manual de análise química de solos, plantas e fertilizantes da EMBRAPA (1999) e Standard Methods
of APHA (2006), os quais são descritos a seguir.
Foram realizadas duas coletas, durante os meses de junho e julho do ano de 2015, em um
ponto localizado no trecho do Rio Apodi/Mossoró que corta a cidade de Mossoró - RN. Foram
coletadas água e macrófitas aquáticas da espécie Eichhornia crassipes. As amostras de água foram
coletadas, devidamente etiquetadas, colocadas em uma caixa de isopor e conduzidas para o
laboratório para posterior análise. As plantas aquáticas foram coletadas aletoriamente, independente
da idade ou tamanho e foram armazenadas em sacos plásticos e conduzidas para o laboratório da
UFERSA para a limpeza e o tratamento prévio.
Para as amostras de macrófitas aquáticas, fez-se uma separação entre as folhas (limbo +
pecíolo) e a raízes, lavadas com água da torneira e enxaguadas com água deionizada. Após este
processo, elas foram colocadas em bandejas separadas e levadas para a estufa com circulação forçada
de ar a 70ºC para o processo de desidratação até atingirem peso constante. Depois de secas, foram
trituradas separadamente, usando um liquidificador com lâminas de aço inoxidável e peneiradas para
a homogeneização dos tamanhos das partículas. Em seguida foram calcinadas em uma mufla, por 3
horas à temperatura de 550ºC. Após isso, as cinzas foram armazenadas em frascos plásticos
tampados, devidamente limpos e secos, e encaminhadas para a análise de metais por Fluorescência de
Raio-X.
Para a análise de metais na água, as mesmas foram submetidas ao processo de digestão ácida
de acordo com o método 3005 A da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA).
Depois de feita a digestão, o digerido foi filtrado e diluído com água deionizada, a um volume
conhecido para posterior análise. Preparado 100 mL da solução, a mesma foi levada à estufa, à 105ºC,
para a secagem completa da água e obtenção dos sais sólidos. Estes, por sua vez, foram encaminhados
para a análise de metais por Fluorescência de Raio-X. Para todas as amostras foram utilizadas um
sistema em duplicata, tanto para a água quanto para as plantas aquáticas.
Os fatores de Translocação e Bioacumulação foram calculados através das Equações 01 e 02
descritas a seguir.
FT=CF/CR
(01)
Onde: FT= Fator de translocação; CF= Concentração dos elementos nas folhas; CR= Concentração
dos elementos nas raízes.
FB=CT/CA
(02)
Onde: FB= Fator de bioacumulação; CT= Concentração total dos elementos nas plantas (folhas+
raízes); CA= Concentração dos elementos na água.
3. RESULTADOS
A partir da análise feita pela técnica de Fluorescência de Raio-X (FRX), nas amostras de água,
folha e raiz, foram quantificados cerca de 27 elementos que estão dispostos na Tabela 1. Diversos
fatores podem ter colaborado para esses resultados, como ações antropogênicas, geologia local,
estações climáticas e variáveis ambientais da água.
De acordo com os resultados obtidos para a água nos dois meses considerados, é possível
constatar que todos os elementos quantificados no mês de junho foram também quantificados no mês
de julho, com exceção dos elementos Zn e Cu que foram quantificados somente neste último. É
possível observar ainda que, de forma geral, houve uma variação nos valores determinados,
mostrando que há uma influência sazonal em cada um dos parâmetros medidos. Isso ocorre,
especialmente, em função da dinamicidade na composição de ambientes naturais influenciados por
questões climáticas e antropogênicas características da região (MARTINS et al., 2011).
Observando os resultados obtidos para as folhas e raízes da Eichhornia crassipes, é possível
dividir todos os elementos quantificados em 4 grupos – macronutrientes, micronutrientes, elementos
benéficos e elementos tóxicos.
Tabela 1 – Concentrações dos elementos pela técnica de FRX
CONCENTRAÇÕES DOS ELEMENTOS
FB
Br
Água do Rio
Junho
Julho
(%)
(%)
0,392
0,674
Folha
Junho
Julho
(%)
(%)
0,058
0,050
Raiz
Junho
Julho
(%)
(%)
0,294
0,056
Junho
(%)
0,196
Julho
(%)
0,901
Junho
(%)
0,897
Julho
(%)
0,157
Ca
66,927
66,518
31,407
26,202
23,924
21,091
1,313
1,242
0,827
0,711
Fe
1,369
5,023
0,138
0,123 b
7,691
6,674
0,018
0,018
5,719
1,353
K
9,628
8,623
30,904
35,368
11,991
16,223
2,577
2,180
4,455
5,983
Mn
0,219
0,336
0,499
0,487
12,925
17,969
0,039
0,027
61,297
55,010
Rb
0,043
0,056
0,023
0,023
0,019
0,026
1,216
0,902
0,953
0,874
S
13,107
9,347
0,694
0,703
5,329
5,350
0,130
0,131
0,459
0,648
Si
7,054
7,086
1,125
0,880
16,244
10,170
0,069
0,087
2,462
1,560
Sr
1,080
1,560
0,132
0,118
0,040
0,059 b
3,300
2,000
0,159
0,113
Cl
0,000
0,000
29,980
30,566
11,572
14,832
2,591
2,061
-
-
P
0,000
0,000
4,741
5,394
4,717
4,236
1,005
1,274
-
-
Ti
0,000
0,000
0,016
0,018
0,451
0,196
0,034
0,090
-
-
Zn
0,000
0,328
0,010
0,020
0,038
0,017
0,267
1,212
-
0,111
Al
0,000
0,000
0,000
0,000
4,911
2,618
0,000
0,000
-
-
Cu
0,000
0,320
0,033
0,015
0,000
0,000
0,033
-
-
0,047
V
0,000
0,000
0,000
0,000
0,069
0,000
0,000
-
-
-
Y
0,000
0,000
0,000
0,000
0,001
0,001
0,000
0,000
-
-
Zr
0,000
0,000
0,000
0,000
0,003
0,002
0,000
0,000
-
-
As
0,000
0,000
0,000
0,000
0,003
0,000
0,000
-
-
-
Cr
0,000
0,000
0,000
0,000
0,008
0,009
0,000
0,000
-
-
Eu
0,000
0,000
0,000
0,000
0,212
0,000
0,000
-
-
-
Ni
0,000
0,000
0,000
0,000
0,002
0,000
0,000
-
-
-
Pd
0,000
0,000
0,000
0,000
0,005
0,000
0,000
-
-
-
Ba
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,476
-
0,000
-
-
Ag
0,000
0,133
0,000
0,000
0,000
0,000
-
-
-
0,000
Nd
0,000
0,000
0,000
0,036
0,000
0,000
-
-
-
-
Lu
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
-
-
-
-
Analito
FT
A Figura 1 apresenta os macronutrientes presentes nas amostras de folhas e raízes da
macrófitas em estudo. É possível observar que os elementos Ca, K e P apresentaram maiores
concentrações nas folhas. Este comportamento é totalmente explicado em função da essencialidade
dos mesmos para o desenvolvimento das plantas (MARTINS et al., 2011). Dentre os
macronutrientes, somente o enxofre não apresentou uma concentração mais alta nas folhas. Esse
elemento (S) constitui uma fonte significativa de poluição atmosférica biogênica e antrópica e,
consequentemente, podem ser culpados por danos ambientais, incluindo participação na deposição
ácida (CRUZ e CAMPOS, 2008). O elemento de maior concentração nas raízes foi o Ca. Isso
explica-se devido ao fato desse elemento também se apresentar em grande quantidade na água do rio.
O alto percentual de Cálcio, está associado a questões geológicas e características calcárias da região.
Resultados semelhante foi encontrado também na literatura por Martins et al. (2008a; 2008b) no leito
do rio, na mesma localidade.
Figura 1 – Concentrações dos macronutrientes no tecido vegetal da E. crassipes.
Os micronutrientes estão dispostos nas Figuras 2 e 3. O elemento que apresentou uma maior
concentração nas folhas durante os dois meses foi o Cl, onde esse elemento não foi quantificado na
água do rio, juntamente com o Ni, o que mostra a capacidade de bioacumulação da planta. Já os
elementos como Mn, Fe, Zn, apresentaram em maiores quantidades nas raízes, fato totalmente
explicado em função da essencialidade dos mesmos ao desenvolvimento da planta e, ainda, em
função das quantidades encontradas na água. Observa-se também que o cobre foi quantificado
somente nas folhas e o níquel, nas raízes, comportamentos explicados em função da quantidade dos
mesmos no ambiente de cultivo das plantas e da própria necessidade dos elementos para o
desenvolvimento das mesmas.
Figura 2 e 3 – Concentrações dos micronutrientes no tecido vegetal da E. crassipes.
Na Figura 4 foram evidenciados os elementos classificados como benéficos, dentre eles,
temos o Si e Al. O Silício apresentou em maior quantidade nos dois meses, em relação ao Alumínio.
Este elemento também apresentou uma quantidade significativa na água do rio. Segundo Lazzerini e
Bonotto (2014), as águas superficiais e as de aquíferos rasos possuem concentrações e teor de silício
influenciado pela temperatura atmosférica, presença de CO2, sílica livre nos solos, salinidade, matéria
orgânica, tempo de contato e distância percorrida, a que se explica esse teor. O alumínio não
apresentou teor na água durante o período de coleta, mas nas raízes teve uma quantidade
significativa, esse valor já era esperado, pois esse elemento é o cátion mais abundante na crosta
terrestre, com participação na estrutura de vários minerais primários (FAQUIN, 2005). Destaca-se
ainda, que as maiores concentrações destes elementos se encontram nas raízes, em função da pequena
necessidade para o desenvolvimento das plantas. Desta forma, o processo de translocação das raízes
para as folhas é dificultado.
Figura 4 – Concentrações dos elementos benéficos no tecido vegetal da E. crassipes.
Nas Figuras 5, 6 e 7 são apresentados os valores das concentrações dos elementos tóxicos.
Que são caracterizados os que não se enquadram como um nutriente ou elemento benéfico, e mesmo
em concentrações baixas no meio, podem proporcionar um alto potencial maléfico, acumulando-se
na cadeia trófica e diminuindo o crescimento podendo levar à morte do vegetal (FREITAS et al.,
2006). Elementos como o Br, Rb, Sr, e Ti apresentaram valores nas folhas e raízes nos dois meses de
coleta, já os outros, apresentaram valores ou somente nas raízes, ou somente nas folhas. Observa-se
também que todos os elementos quantificados foram com concentrações baixas, sendo menores que
1%.
Com relação aos fatores de translocação e bioacumulação, quando esses parâmetros
apresentam valores maiores que 1, há uma indicação da elevada taxa de absorção do elemento, no
caso do fator de bioacumulação, e sua preferência em se acumular na parte aérea, quando se trata do
fator de translocação. Os elementos como Br, Fe, Mn, S, Si, Ti, Zn, Al, Cu, V, Y, Zr, As, Cr, Eu, Ni,
Pd apresentaram os valores do fator de translocação abaixo de 1. Para o enxofre, um macronutriente,
esperava-se que apresentasse um comportamento diferente, ou seja, apresentasse em maior
quantidade nas folhas, no entanto, pode ser explicado devido ao processo metabólico das plantas.
Com relação ao fator de bioacumulação, percebe-se que os elementos como Si, Fe, K, Mn,
apresentaram valores maiores que a unidade. Assim, pode-se afirmar que a planta apresenta
facilidade em bioacumular esses elementos em seu tecido vegetal. Deve-se destacar ainda que,
embora o manganês seja um micronutriente, a Eichhornia crassipes apresentou um elevado fator de
bioacumulação no seu tecido vegetal. Torna-se bastante evidente ainda a influência temporal nos
fatores de translocação e bioacumulação calculados. Em um espaço temporal de 1 mês, é possível
constatar mudanças significativas nos valores calculados. Fatores como a ação antropogênica e a
dinamicidade natural na composição de ambientes aquáticos, provavelmente, exerceram influência
significativa no comportamento apresentado.
Figura 5, 6 e 7 – Concentrações dos elementos tóxicos no tecido vegetal da E. crassipes.
4. CONCLUSÃO
Desta forma, pode-se concluir que a Eichhornia crassipes apresentou altas concentrações de
elementos em sua biomassa quando coletada em ambiente natural. Em geral, os macronutrientes se
apresentaram em maiores concentrações nas folhas, enquanto os micronutrientes apresentaram-se em
quantidades maiores nas raízes, um comportamento já esperado em função da essencialidade dos
mesmos ao desenvolvimento das plantas. Assim, com base nos fatores de translocação e
bioacumulação a espécie estudada apresentou um grande potencial para ser utilizada como agente
fitorremediador em ambientes eutrofizados de todos os elementos quantificados, em função das
concentrações acumuladas no seu tecido, o qual são influenciados significativamente pela
temporalidade.
5. REFERÊNCIAS
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