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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;
