FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS

Transcrição

1 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

2 Introdução Uso intenso e inadequado de fertilizantes e pesticidas no solo Aumento das atividades industriais e de mineração Metais pesados e outros contaminantes Degradação do Meio Ambiente: Solos, cursos de água e lençol freático ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 2

3 Introdução Não é receptor ilimitado de materiais descartáveis Necessita de soluções para áreas contaminadas Solo Minimizar impactos à população e ao ambiente Gerenciamento, prevenção e remediação Sustentabilidade: conservação do solos Sites acessados em 12/06/15: 3

4 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 acessado em 12/06/15. 4

5 Técnicas de Remediação Físicas Bombagem e tratamento de água, Extração de Vapores do Solo, Injeção de Ar Remediação Químicas Térmicas Oxidação e Redução Química in-situ Calor favorece a biodegradação de borras de óleo e compostos clorados acessado em 12/06/15. Biológicas Biorremediação: microorganismos 5

6 Biorremediação Vantagens Biodegrada substâncias perigosas ao invés de apenas transferir o contaminante de um meio para outro Baixo custo Possível tratamento in situ Produtos utilizados não apresentam risco ao meio ambiente não são tóxicos Tratamento dos resíduos considerados de difícil degradação Desvantagens Não é uma solução imediata Necessidade de maior entendimento de seu funcionamento Método pouco evoluído no Brasil Acompanhamento durante o processo Muitas moléculas não são biodegradáveis Uso em áreas de proteção ambiental, Substâncias tóxicas ao microorganismo indústria de alimentos, entre outras inviabiliza o tratamento 6 acessado em 12/06/15.

7 Técnicas de Remediação Físicas e Químicas: eficientes, contudo tecnicamente difíceis e de custos elevados Solução: Fitorremediação (é uma estratégia de Biorremediação) Promove destoxificação do local ou remoção de elementos contaminantes do solo Brasil tem condições climáticas e ambientais favoráveis para desenvolver essa técnica em quase todo território acessado em 12/06/15. 7

8 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. ROMEIRO et al., 2007; (CUNNINGHAM et al., 1996) - ADUBOS VERDES NA FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS COM O HERBICIDA TEBUTHIURON; 8

9 Mecanismos de Fitorremediação Vegetais na redução e/ou remoção dos contaminantes Direta Indireta Compostos absorvidos e acumulados ou metabolizados nos vegetais Vegetais extraem contaminantes de águas subterrâneas ou plantas propiciam aumento microorganismos fitoextração, fitotransformação e fitovolatilização fitoestabilização e fitoestimulação acessado em 14/06/15. 9

10 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. acessado em 14/06/15. 10

11 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. acessado em 14/06/15. 11

12 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. acessado em 14/06/15. 12

13 FITOESTIMULAÇÃO / RIZODEGRADAÇÃO Planta estimula a biodegradação microbiana dos contaminantes presentes no solo ou na água; Favorece condições ambientais para o desenvolvimento dos microorganismos. acessado em 14/06/15. 13

14 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. acessado em 14/06/15. 14

15 Esquema na Planta dos Mecanismos de Fitorremediação acessado em 14/06/15. 15

16 Aplicação da Fitorremediação ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. (Feijão-de-Porco) Objetivo: avaliar o desenvolvimento de Canavalia ensiformes L. na presença de chumbo e seu potencial fitoextrator para esse metal pesado. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 16

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

18 Canavalia ensiformes L. Cultivada em países tropicais; Comestível: folhas (verduras) e sementes cozidas como feijão comum (tratamento prévio para eliminar as toxinas). Sites acessados em 03/06/15:

19 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. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 19

20 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). ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 20

21 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. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 21

22 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 ). ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 22

23 Resultados e Discussão Planta diminuiu crescimento com aumento das [Pb] aplicadas. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 23

24 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. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 24

25 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. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 25

26 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. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 26

27 Análises das [Pb] Raízes: [Pb] elevadas e crescentes com o aumento de Pb aplicado. ROMEIRO et al., ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L. 27

28 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. 28

29 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 , 2007; (CUNNINGHAM et al., 1996) - ADUBOS VERDES NA FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS COM O HERBICIDA TEBUTHIURON; acessado em 03/06/15; acessado em 03/06/15; acessado em 03/06/15; wara.html, acessado em 03/06/15; Tavares.pdf; acessado em 12/06/15; acessado em 12/06/15; acessado em 12/06/15; acessado em 12/06/15; ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm, acessado em 12/06/15; acessado em 13/06/15; acessado em 15/06/15;

30 Obrigado! 30