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Universidade Federal de Juiz de Fora

Instituto De Ciências Exatas

Departamento de Química

Química do Meio Ambiente

FITORREMEDIAÇÃO DE

SOLOS

Professor: Rafael Arromba de Sousa

Alunos: Adriana Reis

Alan Guimarães

Eduarda Queiroz

Juiz de Fora – 2015

1

Introdução

Degradação do Meio

Ambiente: Solos, cursos de

água e lençol freático

Uso intenso e

inadequado de

fertilizantes e

pesticidas no solo

Aumento das

atividades

industriais e de

mineração

2

Metais pesados e

outros

contaminantes

ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.

Introdução

3

Solo

Minimizar

impactos à

população e ao

ambiente

Não é receptor

ilimitado de

materiais

descartáveis

Necessita de

soluções para

áreas

contaminadas

Gerenciamento,

prevenção e

remediação

Sustentabilidade: conservação do solos

Sites acessados em 12/06/15: http://engenharia.anhembi.br , https://www.embrapa.br

Remediação

• É uma exigência legal e um compromisso social:

Visa a proteção da saúde pública e do ambiente

↓ Retirar e/ou atenuar a concentração do contaminante

dos solos através de diversas técnicas

↓ Reabilitar o local e possibilitar o uso futuro do solo

em condições ambientalmente favoráveis

4 http://www.higidus.pt, acessado em 12/06/15.

Técnicas de Remediação

5

Remediação

Físicas Bombagem e

tratamento de água, Extração de Vapores

do Solo , Injeção de Ar

Químicas Oxidação e Redução

Química in-situ

Térmicas

Calor favorece a biodegradação de borras de óleo e

compostos clorados

Biológicas Biorremediação: microorganismos

http://www.higidus.pt, acessado em 12/06/15.

Biorremediação Vantagens Desvantagens

Biodegrada substâncias perigosas ao invés

de apenas transferir o contaminante de um

meio para outro

Não é uma solução imediata

Baixo custo Necessidade de maior entendimento de seu

funcionamento

Possível tratamento in situ Método pouco evoluído no Brasil

Produtos utilizados não apresentam risco ao

meio ambiente não são tóxicos Acompanhamento durante o processo

Tratamento dos resíduos considerados de

difícil degradação Muitas moléculas não são biodegradáveis

Uso em áreas de proteção ambiental,

indústria de alimentos, entre outras

Substâncias tóxicas ao microorganismo

inviabiliza o tratamento 6

http://ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm, acessado em 12/06/15.

Técnicas de Remediação

7

Brasil tem condições climáticas e ambientais favoráveis para desenvolver essa técnica em quase todo território

Promove destoxificação do local ou remoção de elementos contaminantes do solo

Solução: Fitorremediação (é uma estratégia de Biorremediação)

Físicas e Químicas: eficientes, contudo tecnicamente difíceis e de custos elevados

http://www.alice.cnptia.embrapa.br , acessado em 12/06/15.

Fitorremediação • Tecnologia emergente, promissora: usa plantas e seus

microrganismos associados → capazes de bioacumular

toxinas em suas partes acima da superfície, que são colhidas

então para a remoção;

• Visa tratamento in situ de solos contaminados: potencial de

limpeza eficaz e barata de poluentes orgânicos e inorgânicos,

em larga escala;

• Pesquisas últimos anos: emprego na despoluição de solos

com níveis elevados de compostos orgânicos, inclusive

herbicidas;

• Expansão pelos EUA, Canadá e Alemanha por sua viabilidade

técnica e/ou econômica.

8 ROMEIRO et al., 2007; http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf;

(CUNNINGHAM et al., 1996) - ADUBOS VERDES NA FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS COM O

HERBICIDA TEBUTHIURON; http://ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm

Mecanismos de Fitorremediação

9

Vegetais na redução e/ou remoção dos

contaminantes

Direta

Compostos absorvidos e

acumulados ou metabolizados nos

vegetais

fitoextração, fitotransformação e fitovolatilização

Indireta

Vegetais extraem contaminantes de

águas subterrâneas ou plantas

propiciam aumento microorganismos

fitoestabilização e fitoestimulação

http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.

FITOEXTRAÇÃO

• Planta absorve e armazena nas raízes ou folhas e caules o contaminante do solo;

• Facilita posterior descarte do contaminante;

• Reduzir a concentração de contaminantes a níveis aceitáveis num período de 3 a 20 anos.

10


FITOTRANSFORMAÇÃO /

FITODEGRADAÇÃO

• Faz a bioconversão do contaminante no seu interior ou em sua superfície para formas menos tóxicas;

• Empregado na remediação de compostos orgânicos;

• Alguns casos, poluentes se transformam em moléculas simples que são usadas para o crescimento da planta.

11 http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.

FITOVOLATILIZAÇÃO

• Planta absorve o contaminante da água e

do solo;

• Converte-os para formas voláteis e depois

liberados na atmosfera na forma original

ou transformada;

• Volatilização pode ocorrer pela

biodegradação na rizosfera ou após a

passagem na própria.


FITOESTIMULAÇÃO /

RIZODEGRADAÇÃO

• Planta estimula a biodegradação

microbiana dos contaminantes presentes

no solo ou na água;

• Favorece condições ambientais para o desenvolvimento dos microorganismos.


FITOESTABILIZAÇÃO

• Algumas plantas tem capacidade de reduzir a mobilidade e a migração dos contaminantes no solo;

• Contaminantes permanecem no local;

• Vegetação e solo vão necessitar de longo tempo de manutenção e de futura lixiviação dos poluentes.

14


Esquema na Planta dos Mecanismos de Fitorremediação


Aplicação da Fitorremediação

Objetivo: avaliar o desenvolvimento de

Canavalia ensiformes L. na presença de

chumbo e seu potencial fitoextrator para

esse metal pesado.

16

ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE

FITORREMEDIAÇÃO

DE CANAVALIA ENSIFORMES L. (Feijão-de-Porco)

ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.

Características da Planta Ideal

para Fitoextração de Metais

Pesados

• Hiperacumuladora;

• Tolerante aos altos níveis metais

pesados;

• Ter alta taxa de crescimento;

• Ter sistema radicular abundante.

17 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.

Canavalia ensiformes L.

• Cultivada em países tropicais;

• Comestível: folhas (verduras) e sementes

cozidas como feijão comum (tratamento prévio para eliminar as toxinas).

18 Sites acessados em 03/06/15: http://www.ufrgs.br/laprotox/o-que-fazemos/linhas-de-pesquisa/ureases-de-plantas/ureases-de-canavalia-ensiformis/aspectos-nutricionais-da-canavalia-ensiformi , http://pt.wikipedia.org/wiki/Feijão-de-porco

Chumbo

• Maior contaminante de solo (problema ambiental);

• Metal pesado envenenamento seres humanos;

• Fácil absorção e acúmulo em diferentes partes das

plantas → raízes;

• Redução crescimento, clorose e escurecimento

raiz;

• Inibe a fotossíntese;

• Altera a nutrição mineral e o balanço hídrico.


Parte experimental • Casa de Vegetação - Centro Experimental Central do Instituto

Agronômico - Campinas (SP);

• Cultivo hidropônico (possibilita avaliações de raízes e

interações com os nutrientes do substrato) - condições

semicontroladas de luz e temperatura;


• Tratamentos: [Pb] crescentes (0, 100,

200 e 400 μmol/L) – acetato de chumbo;

• Solução nutritiva;

• Plantas Canavalia ensiformis L.;

• Sementes: germinar em papel tipo CEL-

065 umedecido, germinadores de 20 a

35 Cº - seis dias (regras).

Parte experimental • Após sete dias: plantas transferidas para vasos,

contendo solução nutritiva;

• Após onze dias: troca da solução nutritiva por solução

tratada com [Pb] crescentes;

• Plantas expostas ao metal por 28 dias;

• Após oito dias da aplicação de Pb: 3 plantas foram

marcadas para a identificação e medidas das alturas;

• Média das 3 plantas analisadas para cada [Pb]:

resultou em 4 medidas.


Parte experimental

• Final: partes aéreas e raízes separadas, lavadas com

água deionizada e secas em estufa em temperatura

entre 65 e 75 °C até a massa constante;

• Depois: material triturado em moinho tipo Willey,

equipado com peneira de 1 mm;

• Mineralização e incineração das amostras com

posterior dissolução das cinzas em HCl;

• Pb determinado por Espectrometria de Emissão

Atômica em Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-AES-

Jobin Yvon®).


Resultados e Discussão

Planta diminuiu

crescimento com

aumento das [Pb]

aplicadas.


Área Foliar e Massas Secas


Área Foliar : houve

grande redução

até a concentração

de 200 μmol/L de

Pb.

Massas Secas da

Parte Aérea :

considerável

decréscimo.

Massas Secas da

Raiz : considerável

decréscimo: mas

plantas tratadas

com 100 e 200

μmol/L :vigorosas.

Análises das [Pb]

• Soluções Nutritivas:

Plantas removeram

84%, 67%, 88% dos 100,

200, 400 μmol/L do Pb

aplicado na solução;

• Planta: eficiente na

fitoextração do metal

pesado e tolerante ao

Pb.


Análises das [Pb]

Parte Aérea: coeficiente

de correlação baixo:

não teve relação linear

do aumento da [Pb]

aplicado com aumento

de conteúdo de Pb na

parte aérea.


Análises das [Pb]

Raízes:

[Pb] elevadas e

crescentes com o

aumento de Pb

aplicado.


Conclusões

• A espécie Canavalia ensiformes L. (feijão-de-porco) é

tolerante e hiperacumuladora de Pb (raízes), e por essas

características deve ser investigado seu potencial

fitoextrator para esse metal em condições de campo;

• Os mecanismos de fitorremediação são alternativas que

podem ser utilizadas para descontaminar áreas afetadas;

• Para evitar riscos e impactos à população e ao ambiente, é

necessário uma conscientização nacional da importância da

gestão ambiental nas diversas áreas que geram resíduos,

com a finalidade de dar o destino adequado e reduzir a

produção dos mesmos.

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Referências • ROMEIRO, S.; LAGÔA, A. M. M. A.; FURLANI, P. R.; ABREU, C. A. de; PEREIRA, B. F. F.

Absorção de Chumbo e Potencial de Fitorremediação de Canavalia ensiformes L.

Bragantia, Campinas, v.66, n.2, p.327-334, 2007;

• (CUNNINGHAM et al., 1996) - ADUBOS VERDES NA FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS

CONTAMINADOS COM O HERBICIDA TEBUTHIURON;

• http://pt.wikipedia.org/wiki/Feijão-de-porco, acessado em 03/06/15;

• http://www.lideragronomia.com.br/2012/02/feijao-de-porco.html, acessado em 03/06/15;

• http://www.ufrgs.br/laprotox/o-que-fazemos/linhas-de-pesquisa/ureases-de-

plantas/ureases-de-canavalia-ensiformis/aspectos-nutricionais-da-canavalia-ensiformi,

acessado em 03/06/15;

• http://www.agri.ruh.ac.lk/medicinalplants/medicinal_plants/families/leguminasae/plants/a

wara.html, acessado em 03/06/15;

• http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-

Tavares.pdf;

• http://engenharia.anhembi.br, acessado em 12/06/15;

• https://www.embrapa.br, acessado em 12/06/15;

• http://www.higidus.pt, acessado em 12/06/15;

• http://www.alice.cnptia.embrapa.br , acessado em 12/06/15;

• http:// ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm, acessado em 12/06/15;

• https://www.embrapa.br/web/portal/busca-de-noticias/-/noticia/2613489/solos-melhor-

prevenir-do-que-remediar, acessado em 13/06/15;

• http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidroponia, acessado em 15/06/15;

• http://www.abepro.org.br/biblioteca/ENEGEP2005_Enegep1005_0558.pdf;

• http://www.infoescola.com/meio-ambiente/fitorremediacao.

29

Obrigado!

30

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