Download
1 / 35
490 likes | 877 Views
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.
E N D
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 (Schnooret al., 1995)
A FITORREMEDIAÇÃO 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.
Vantagens e Desvantagens da Fitorremediação • Vantagens: • É uma tecnologia barata e por isso pode ser aplicada a grandes áreas • É aplicável a um grande número despoluentes orgânicos e inorgânicos • É ecologicamente e socialmente satisfatória • Os procedimentos são realizados in situ • Pode 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.
Técnicas de Fitorremediação • Fitoextração • Fitoestabilização • Fitoestimulação • Fitovolatilização • Fitodegradação • Rizofiltração • Barreiras hidráulicas • Capas vegetativas • Açudes artificiais .
Fitoextração: esse tipo, também chamado de fitoacumulação, consiste na absorção do metal contaminante pelas raízes das plantas para o tronco e as folhas.
FITOEXTRAÇÃO Absorção e armazenamento dos contaminantes pelas raízes ou são transportados e acumulados nas partes aéreas. 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.
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.
FITOESTABILIZAÇÃO 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.
FITOESTIMULAÇÃO 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).
FITOVOLATILIZAÇÃO 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.
contaminante fragmentos enzimas novas fibras contaminante FITODEGRADAÇÃO 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.
RIZOFILTRAÇÃO 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 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 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 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).
FITORREMEDIAÇÃO - TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS E.T.A.R. de Bodiosa – Viseu – Portugal (lagoa de macrófitas emergentes com plantas previamente enraizadas em viveiro)
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.
Representação esquemática de um sistema de tratamento de águas residuais baseado em macrófitas aquáticas emergentes: a) fluxo superficial, ilustra-se a espécie Scirpus lacustris; b) fluxo sub-superficial horizontal, ilustra-se a espécie Phragmites australis; c) fluxo sub-superficial vertical (percolação), ilustra-se a espécie Phragmites australis.
Fitorremediação — Aplicação • Tratamento de água com aguapé • Tratamento de chorume por Fitorremediação • Controle de erosão e disseminação de Metais Pesados no solo
Tratamento de água com aguapé: Eichhornia crassipes Todas as macrófitas exercem importante papel na remoção de substâncias dissolvidas, assimilando-as e incorporando-as à sua biomassa, porém a espécie Eichhornia crassipes, o aguapé, tem sido a hidrófita mais estudada para o tratamento de água com plantas.
Lagoa de Aguapé LINS
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: Combina o processo físico de filtração, o qual é realizado através de filtro de areia. Seguido de analises físico-químicos do aterro. 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 biológicas para classificação da água visando sua reutilização, diversos estudos têm comprovado sua eficiência.
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). 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. 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. 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. 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.
Controle de erosão e disseminação de Metais 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.
