FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS E ÁGUA

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1 FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS E ÁGUA Técnica utilizada para remediação de metais pesados e compostos e orgânicos. Escolha da planta: boa capacidade de absorção, ser perene, ter um sistema radicular profundo, ter a capacidade de se desenvolver bem em vários ambientes o o o o Eficiência e baixo custo Podem ser utilizadas para tratar áreas extensas Valorização estética da paisagem Os poluentes são absorvidos pela raiz, portanto as plantas removidas devem ser eliminadas ou queimadas

2 Limitações da fitorremediação o Longo tempo (até anos) o Só se aplica a solos com contaminação superficial/águas rasas o Requer climas amenos o Não se aplica para compostos altamente hidrofóbicos o Possibilidade de complexação de alguns contaminantes com os exudatos e transporte pela água o Requer avaliação de métodos de disposição das plantas acumuladoras o Dificuldade de se tratar uma mistura de compostos e herbicidas

3 Algumas espécies fitorremediadoras Calopogonium muconoides (calopogônio) Crotalaria juncea (crotalárea) Crotalaria spectabilis (crotalárea) Vicia sativa (ervilhaça) Cajanus cajan (feijão-guandu) Canavalia ensiformes (feijão-de-porco) Helianthus annus (girassol) Dolichus lablab (lablab) Pennisitum glaucum (milheto) Stylosantes guianenis (mineirão) Mucana cinereum (mucana-anã), Mucana cinereum (mucana-cinza), Mucana aterrina (mucana-preta) Raphanus sativus (nabo forrageiro) Lupinus albus (tremoço-branco)

4 APLICAÇÕES Tratamento de hidrocarbonetos de petróleo como benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAH), pentaclorofenol, policlorados bifenilicos (PCBs), alifáticos clorados (ex: tricloroetileno, tetracloroetileno e l,l,2,2-tetracloroetano), susbtâncias explosivas (ex: 2,4,6-trinitrotolueno ou TNT e RDX), metais pesados (ex: chumbo, cádmio, zinco, arsênico, cromo, selênio), fitossanitários (ex: atrazina, cianazina, alaclor, diazanon e parathion), compostos radioativos (ex: cesio-137, estrôncio-90 e uranio) e contaminação com derivados de compostos inorgânicos como amônio, nitratos e fosfatos. Ex 1 : girassóis foram usados para remover césio e estrôncio de lagoas na planta nuclear de Chernobyl Ex 2 : Plantas transgênicas com metalotioneína exógena (uma proteína que liga a metais) utilizadas na remoção de metais.

5 TERMOS EMPREGADOS Fitostabilização A absorção e acúmulo no tecido da raiz ou precipitação dos contaminantes na rizosfera, permite, em breve tempo, reconstruir vários ambientes uma excelente cobertura vegetativa, reduzindo a mobilidade dos contaminantes, os processos erosivos tipos de solos nús. Previne a migração para a água ou ar e reduz a biodisponibilidade para uma possível introdução do contaminante na cadeia alimentar. Fitodescontaminação Processos nos quais a concentração dos contaminanes do solo e água é reduzida a um nível aceitável através da ação direta das plantas, pela degradação pela microflora e associação destes. Fitoextração ou fitoacumulação: absorção e translocação do contaminante do solo nos tecidos da parte superior da planta, seguido de coleta e destruição da fitomassa. Fitotransformação ou Fitodegradação: é a decomposição dos contaminantes absorvidos pela planta através dos processos metabólicos nos tecidos vegetais, ou a decomposição dos contaminantes externamente através de enzimas produzidas pela planta.

6 Fitovolatilização: é uma forma particular de fitotransformação na qual após os processos de absorção e translocação na planta, faz-se a liberação na atmosfera dos contaminantes ou seus compostos de transformação. A liberação de compostos orgânicos voláteis ou de metais se dá através do fluxo de transpiração da planta. A completa degradação de alguns compostos se dá sucessivamente também através de mecanismos di fotodegradação. Rizofiltração: termo usado para a remoção de contaminantes de águas, sejam superficiais, de lençol ou de rejeitos, através da absorção, precipitação sobre a superfície radical ou absorção nas raízes. Difere da fitoextração porque em vez da translocação dos contaminantes na parte epígea da planta, a rizofiltração se localiza a nível radical. Biodegradação intensificada na rizosfera: também chamada Rhizosphere Bioremediation, Fitoestimulação ou Degradação assistida das plantas: se refere à degradação no solo dos contaminantes através dos efeitos combinados entre microrganismos que vivem numa associação íntima com as raízes e os vegetais. Deve-se a um incremento da atividade microbiana com um aumento potencial da ação de decomposição microbiana.

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8 Aplicação Biodescontaminação na rizosfera Fitoextração Compartimento Ambiental Solo, sedimentos, águas contaminadas Solo, sedimentos Metais pesados Contaminantes Contaminantes orgânicos (TN-I, PAHs, fitofármacos) Rizofiltração Wetlands Água Água Metais pesados, radioativos ( 37 Cs, 90 Sr, U), orgânicos fortemente hidrofóbicos Metais pesados, orgânicos Land application Água Orgânicos Fitoestabilização Interceptação de lençóis Capa vegetativa Solo, sedimentos H 2 0 de lençóis superficiais Cobertura vegetal de descargas municipais e de rejeitos perigosos Metais pesados, orgânicos com forte hidrobicidade (PAHs, PCBs, dioxina, pentaclorofenol, DDT, dieldrin) Alifáticos clorados (TCE), aromáticos (BTEX), nutrientes Numerosos orgânicos e inorgânicos

9 Fitorremediação de metais pesados: Fitoestabilização: minimização da erosão, proteção contra ação ventos, chuva redução da mobilidade dos metais pesados Fitoextração: remoção dos contaminantes inorgânicos pelas raízes e acúmulo nas partes superiores das plantas Plantas hiperacumuladoras: Thlaspi caerulescens acumula Zn de 2000 a 4000 mg/kg Brassica juncea (mostarda da India) transgênica produz peptídio quelante de metais (Cd 2+ e Cr 2+ )

10 Thlaspi caerulescens

11 Um número de quelantes extracelulares como ácidos orgânicos (citrato e malato) são importantes em mecanismos de tolerância ao alumínio Peptídios quelantes de metais: fitoquelatinas (PCs) e metalotioninas, que se ligam a metais por resíduos de cisteína Ex: O trigo preto secreta ácido oxálico em resposta à pressão de Al 2+ e acumula oxalato Al nas folhas (não tóxico). Agentes complexantes: HEDTA (ác. N-hidroetiletilenoaminotriacético), NTA (ác. nitrilotriacético) e EDTA (ác. etilenodiaminotetracético) tem sido utilizados em vasto campo experimental para permitir o aumento da absorção do metal pela planta

12 Fitosorção: realizada por algas e plantas aquáticas Ex: alga Phormidium e planta Myriophyllum spicatum adsorvem Cd, Zn, P, N e Cu Phormidium Myriophyllum spicatum

13 Fitorremediação de contaminantes orgânicos: Captura direta e subseqüente acúmulo de metabólitos não tóxicos no tecido vegetal Liberação de exudatos e enzimas que estimulam a atividade microbiana que resultará na transformação do contaminante na rizosfera * Maior eficiência para compostos moderadamente hidrofóbicos