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 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.

A FITORREMEDIAÇÃOA FITORREMEDIAÇÃO

Vantagens e Desvantagens da Vantagens e Desvantagens da FFitorremediaçãoitorremediação

Vantagens:É uma tecnologia barata e por isso pode ser aplicada a grandes áreasÉ aplicável a um grande número despoluentes orgânicos e inorgânicosÉ ecologicamente e socialmente satisfatóriaOs procedimentos são realizados in situPode 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.

.

Fitoextração Fitoestabilização Fitoestimulação Fitovolatilização Fitodegradação Rizofiltração Barreiras hidráulicas Capas vegetativas Açudes artificiais

Técnicas de Técnicas de FitorremediaçãoFitorremediação

• Fitoextração: esse tipo, também chamado de fitoacumulação, consiste na absorção do metal contaminante pelas raízes das plantas para o tronco e as folhas.

FITOEXTRAÇÃOFITOEXTRAÇÃO

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.

Absorção e armazenamento dos contaminantes pelas raízes ou são transportados e acumulados nas partes aéreas.

• 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.

FITOESTABILIZAÇÃOFITOESTABILIZAÇÃO

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.

FITOESTIMULAÇÃOFITOESTIMULAÇÃO

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).

FITOVOLATILIZAÇÃOFITOVOLATILIZAÇÃO

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.

FITODEGRADAÇÃOFITODEGRADAÇÃO

contaminantefragmentos

enzimasnovasfibras

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.

RIZOFILTRAÇÃORIZOFILTRAÇÃO

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 HIDRÁULICASBARREIRAS 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 VEGETARIVASCAPAS 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 ARTIFICIAISAÇUDES 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).

Typha angustifolia Taboa

Scirpus holoschoenus Cyperus longusjunça-longa

Juncus acutus junco agudo

Iris pseudacoruslírio amarelo

Phragmites australis caniço

plantas aquáticas empregadas em tratamento plantas aquáticas empregadas em tratamento de água:de água:

E.T.A.R. de Bodiosa – Viseu – Portugal(lagoa de macrófitas emergentes com plantas previamente enraizadas em viveiro)

FITORREMEDIAÇÃO - TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIASFITORREMEDIAÇÃO - TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS

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.

b) fluxo sub-superficial horizontal, ilustra-se a espécie Phragmites australis;

Representação esquemática de um sistema de tratamento de águas Representação esquemática de um sistema de tratamento de águas

residuais baseado em macrófitas aquáticas emergentes:residuais baseado em macrófitas aquáticas emergentes:

a) fluxo superficial, ilustra-se a espécie Scirpus lacustris;

c) fluxo sub-superficial vertical (percolação), ilustra-se a espécie Phragmites australis.

Fitorremediação — AplicaçãoFitorremediação — Aplicação

Tratamento de água com aguapéTratamento de chorume por FitorremediaçãoControle de erosão e disseminação de Metais Pesados no solo

Tratamento de água com aguapé:Tratamento de água com aguapé:

Todas as macrófitas exercem importante papel na remoção de substâncias dissolvidas, assimilando-as e incorporando-as à sua biomassa, porém a espécie Eichhornia

Eichhornia crassipes

crassipes, o aguapé, tem sido a hidrófita mais estudada para o tratamento de água com plantas.

Lagoa de AguapéLagoa de Aguapé

LINS

Tratamento de Chorume por Fitorremediação: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:Biofiltração:

Combina o processo físico de filtração, o qual é realizado através de filtro de areia. Seguido de analises físico-químicos do aterro.

biológicas para classificação da água visando sua reutilização, diversos estudos têm comprovado sua eficiência.

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

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.

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.

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.

Alface

(Lactuca sativa)

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.

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).

Plantio de leguminosas para tratamento de chorume

Controle de erosão e disseminação de Metais Controle de erosão e disseminação de Metais Pesados no solo: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.

F I M