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FitoestabilizaFitoestabilizaççãoão Controlada: Proposta de Controlada: Proposta de Processo de RevitalizaProcesso de Revitalizaçção para Passivos de ão para Passivos de

Areias de FundiAreias de Fundiççãoão

Dr. Fábio Netto Moreno &

Dr. Joel B. Sígolo

SÍTIO EXPERIMENTAL

Projeto Piloto:Projeto Piloto: FitoestabilizaFitoestabilizaççãoão in in situsitu de metais tde metais tóóxicos xicos contidos em rescontidos em resííduos de areia de fundiduos de areia de fundiççãoão

• 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 acimados limites de intervenção;

• Custos para remoção e transporte do resíduo para aterroforam estimados em aprox. U$ 30 milhões.

INVESTIGAÇÕES REALIZADAS

Trincheiras

Sondagens a Trado

Poços de Monitoramento

Geofísica

FUNDAMENTAÇÃO DO MÉTODO

RIZODEGRADAÇÃO

Hg

ZnCrPb

FITOESTABILIZAÇÃO

AsNi

AsNi

Ni

As

ABSORÇÃO

TRANSLOCAÇÃO

FITOEXTRAÇÃO

Hg(SR)2 → Hg0

RIZOVOLATILIZAÇÃO

Se

Se

FITOVOLATILIZAÇÃOCO2

O2

H2O

Mecanismos da Mecanismos da FitorremediaçãoFitorremediação

FITODETOXIFICAÇÃO

CrVI → CrIII

Cr

CrRIZOFILTRAÇÃO

U

Hg Zn

Zn

Zn

Hg(SR)2 → Hg0

Hg

BTX, TCE, etc

Se X → DMSe

RizovolatilizaçãoB. JunceaHg inorgânicoFitodetoxificaçãoE.crassipesCr

FitoextraçãoPteris sp., B. coddiiAs, Ni

RizofiltraçãoHelianthus sp., E.crassipes, Pteris sp.

U, As, Hg

FitovolatilizaçãoSalicornia bigelovviSe Inorgânico

FitoestabilizaçãoZ. mays, Eucaliptus spp,A.cappilares, F.rubra

Zn, Cd, Cu, Pb, Mn, As

FitovolatilizaçãoB.juncea (GM),Populus spp. (GM)

Hg orgânco e inorgânico

FitoextraçãoA. halleri, Pfaffia sp., T.caerulenscens.

Zn e Cd

Rizodegradação, Fitodetoxificação, Fitovolatilização

Salix sp.Populus spp.

BTX, Atrazina,Fenóis, TCE, EtOh, RDX

MecanismosEspéciesContaminantes

Recuperação de metais nobres

Reciclagem

RevitalizaçãoRevitalização e e ReutilizaçãoReutilização de de ÁreasÁreasContaminadasContaminadas pelapela FitorremediaçãoFitorremediação

NiAuCd As

$

Créditos de Carbono

$

$

Produção de Biocombustíveis

$

Criação de Parquese Áreas de Lazer

Produção de Biomassae Eletricidade

Revegetação de Áreas

Degradadas

Recuperação e Proteçãode Mananciais $

Biomass 22t/ha/a. Concentração Ni nos tecidos: 1%

Berkheya coddii

Local: Rustenburg, África do Sul, AMPLATS

Solução: Fitorremediação utilizando B. coddii,espécie hiperacumuladora de Ni(22 t/ha/a, 1% Ni)

Problema: Contaminação por Ni em umaárea de 5 ha

FITORREMEDIAÇÃO DE ÁREA FITORREMEDIAÇÃO DE ÁREA CONTAMINADA PELO NÍQUELCONTAMINADA PELO NÍQUEL

5 cm

Local: Rejeitos da Mina Tui, Te Aroha, Nova Zelândia

Solução: Fitoestabilização com espéciesnativas e exóticas

Problema: Substrato ácido e fitótoxico, lixiviação de metais, contanminação de mananciais e dispersão lateral pelo vento

FITOESTABILIZAÇÃO DE ÁREAS CONTAMINADAS POR METAIS TÓXICOS

FITOESTABILIZAÇÃO DE ÁREAS CONTAMINADAS POR METAIS TÓXICOS

FitoestabilizaçãoFitoestabilização de de ÁreasÁreas ContaminadasContaminadas porpor MetaisMetais TóxicosTóxicos

RequisitosRequisitos parapara o o SucessoSucesso dadaFitoestabilizaçãoFitoestabilização

• Reduzir a fitotoxicidade do substrato;

• Reduzir a fito-disponibilidade de metais tóxicos;

• Reduzir a concentração de metais nos tecidos aéreos.

FatoresFatores queque AfetamAfetam a a FitotoxicidadeFitotoxicidade e a e a FitoFito--disponibilidadedisponibilidadede de MetaisMetais TóxicosTóxicos no Solono Solo

As Ni Cr Hg Cr Pb ZnCo

Absorção de metais

Valor de PhTeor de Argila

Matéria OrgânicaNível de Fosfato(alcal.) Fert. (ác.)

+

_+

_

MateriaisMateriais InertizantesInertizantes taistais comocomo::

• Fosfatos (hidróxiapatita);

• Aluminosilicatos (beringita);

• Óxidos e hidróxidos de Fe e Mn;

• Calcário;

• Resíduos industriais inorgânicos (escórias de aciaria);

• Compostos orgânicos (lodo de esgoto);

podempodem……

• Gerar mecanismos de adsorção de metaistóxicos;

• Reduzir a fito-disponibilidade de metaise a fitoxicidade do substrato;

• Restringir a acumulaçãode metais nos tecidosaéreos;

• Limitar a entrada de metais na cadeiaalimentar.

E E permitirpermitir o o crescimentocrescimento dada vegetaçãovegetação !!

M2+

M2+

M2+

A PROPOSTA

ObjetivosObjetivos

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

++rasteiropioneiraCapimbraquiária

Brachiariadecumbes

++rasteirapioneiraCapimandropogon

Andropogonsp.

0herbáceapioneiracalaminaPfaffia sp.

0HerbáceapioneiraMostardaBrassica sp.

0 ArbóreoClareiraEucaliptoEucaliptograndis

0ArbóreoClareiraCedroCedrellafissilis

0ArbóreoClareiraAcáciaAcacia mangium

-ArbóreoMargemde Rio

ChorãoSalix sp.

SensibilidadeSensibilidadea a metaismetais**

PortePorteAmbienteAmbienteNome Pop.Nome Pop.EspécieEspécie

0= pouco sensíveis; += sensíveis; ++ = muito sensíveis; +++ = altamente sensíveis

Uso da Turfa na RecuperaUso da Turfa na Recuperaçção de Ambientes ão de Ambientes DegradadosDegradados

• Minério fóssil de composição orgânica;

• Capaz de melhorar as propriedades físicas e químicasdo 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

- Cu++

C

O+

O NH2

CH2

C

O-

ONH2

MetodologiaMetodologia ExperimentalExperimental

(Teor total metais, pH, Eh, CTC, MO, textura, granulometria, mineralogia)

Carac. Física, Química e mineralógica

2. Laboratório Tratamento do Resíduo

0 , 1.25%, 2.5%, 5%(proporção turfa + resíduo)

Ensaios de Fito-Disponibilidade

Aquosa

Trocável

Inorgânicae orgânica

3. Casa de Vegetação

Ensaios de Fitotoxicidade e de Fito-acumulação

Concentraçãode Turfa

XEspécies de Planta

4. Campo Aterro EmpresaABA

Espécie de Planta

X Concentraçãode Turfa

1. Amostragem

FitoestabilizaFitoestabilizaççãoão de Metais Tde Metais Tóóxicos Contidos em Resxicos Contidos em Resííduos duos de Areia de Fundide Areia de Fundiçção: Modelo Conceitualão: Modelo Conceitual

Fito-Substrato(1 – 2 m)

Resíduo

Turfa + Resíduo

FiltroQuímico

CamadaSuperficial

Percolação

TranspiraçãoEvaporação

EscoamentoSuperficial

Precipitação e Irrigação

Percolação = Umidade inicial + Precipitação + Irrigação + Esc. Superficial

- Umidade Final – Evaporação – Transpiração – Esc. Superficial

ConsideraConsideraçções finaisões finais

• As tecnologias geradas servirão de base para o desenvolvimento de fito-substrato específico em função das caracteristícasde 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

jbsigolo@usp.br

fabionmoreno@terra.com.br