Parte da Boirremediação. Cómo despoluir solos e aguas c ontaminadas

1. Diogenes Fagundes
Fredy A. Tello

2. A poluição ambiental é uma
questão bastante discutida na
atualidade e pode ser estudada sob
diversos aspectos e perspectivas. A
poluição é classificada de acordo
com o meio em que ocorre. Assim,
classificam-se, respectivamente,
como poluição da água ou hídrica,
do ar ou atmosférica e do solo.
Nos vários ambientes em que a poluição pode ocorrer,
essa pode ser variável, de acordo com o tipo de
contaminante presente o que a classifica em: Química,
Térmica, Biológica, Radioativa e Mecânica.

3. Os métodos químicos e
físicos tradicionais de
tratamento do solo e da
água, como extração com
solvente, oxidoredução e
incineração são bastante
dispendiosos e oferecem
riscos de contaminação
secundária, pois o
material contaminado
tem que ser transportado
ao local de tratamento.

4. AAtteerrrrooss ee lliixxõõeess EEssggoottooss ee eefflluueenntteess iinndduussttrriiaaiiss

5. CCeemmiittéérriiooss
Fertilizantes
e pesticidas
Exploração mineira
e petrolífera

6.  É o processo que recupera ecossistemas
degradados com a utilização de organismos
variados: microorganismos, fungos, algas
verdes e plantas.
 Estes organismos podem filtrar, metabolizar,
decompor ou acumular os poluentes em seus
organismos, para que assim o ambiente
possa retornar a sua condição original.
 Por exemplo, bactérias vem sendo usadas
para decompor derivados cianídricos em
processos de extração de ouro ou mesmo
para extrair os minerais das rochas
(biolimpeza)

7. FFIITTOORRRREEMMEEDDIIAAÇÇÃÃOO::
Utilização de sistemas vegetais
(árvores, arbustos, plantas
rasteiras e aquáticas) e de sua
microbiota com o fim de remover,
degradar ou isolar substâncias
tóxicas do ambiente.
A zona radicular das plantas
apresenta a capacidade de
biotransformar moléculas orgânicas
exógenas (externas).

8. OOBBJJEETTIIVVOOSS::
 Tratar grandes
áreas do solo a
baixo custo.
 Remediar águas
contaminadas,
 Recuperar o
meio ambiente.

9. Inativar os metais pesados que contaminam o
solo. Alguns destes metais pesados já existem
naturalmente no solo, mas, quando somados aos
efeitos da ação humana, causam diversos
problemas de saúde. Os contaminantes sujam o
solo, a água e as plantas, fazendo com que as
pessoas fiquem sujeitas a diferentes níveis de
exposição tóxica.
Evitar que os vegetais
contaminados entrem em
qualquer cadeia alimentar
que envolva os seres
humanos.

10. FFIITTOORRRREEMMEEDDIIAAÇÇÃÃOO -- SSOOLLOO
EElleemmeennttooss ee ccoommppoossttooss::
 Metais (Pb, Zn, Cu, Ni, Hg, Se,
Fe, Mn, Mo, Co, Al, Ag, Cd);
 Compostos inorgânicos;
 Elementos químicos radioativos;
 Hidrocarbonetos derivados de
petróleo;
 Pesticidas e herbicidas;
 Explosivos;
 Solventes clorados;
 Resíduos orgânicos industriais.

11.  O destino final
dos metais
pesados é a sua
deposição e
soterramento
em solos e
sedimentos. Eles
acumulam-se na
camada superior
do solo, sendo
então acessíveis
para as raízes
das plantas.
MMEETTAAIISS PPEESSAADDOOSS

12. RREEAAÇÇÃÃOO NNOOSS FFIITTOORRRREEMMEEDDIIAADDOORREESS..
As raízes, ao absorverem e acumularem os metais,
são os primeiros órgãos afetados pela contaminação,
que pode acarretar em:
 Escurecimento, engrossamento e
inibição do crescimento radicular;
 Clorose, manchas foliares e
necrose na parte aérea da planta.
 Estes mecanismos de reação
podem ser utilizados no processo
de monitoramento da
fitorremediação ou servir como
bioindicação de solo contaminado.

13. Contaminantes Inorganicos
(metais)
Contaminantes Radioactivos Contaminantes Organicos
Poplar Samambaia
Mostarda Indiana
óleo
derramamento
Willow
Aterro
Agua despoluida Lixo poluente
Raízes, Fitoextração de
plantas podem absorver
metais tóxicos como chumbo,
arsênico e outros e
armazená-los em suas folhas.
As plantas podem então ser
reciclados ou incinerados e
colhidas .
Fitodegradação As
plantas podem
absorver produtos
químicos orgânicos
tóxicos e dividi-los em
compostos menos
prejudiciais que são
armazenados ou
liberados no ar .
Fitoestabilização As
plantas podem
absorver produtos
químicos e mantê
-los de distantes das
águas subterrâneas
e superficiais nas
proximidades.
Rizofiltração Raízes de
plantas com raízes
penduradas podem absorver
poluentes, como vários
produtos químicos orgânicos
radioativo estrôncio -90 eo
césio -137
girasol
Solo
Águas subterrâneas
Agua poluida
Solo
Águas subterrâneas

14. TTééccnniiccaass oouu MMeeccaanniissmmooss
FFiittooeexxttrraaççããoo oouu ffiittooaaccuummuullaaççããoo
Os contaminantes são absorvidos
pelas plantas e estocados no caule
e folhas. Empregada para metais
como Cd, Ni, Cu, Na, Pb, Se, etc.
As plantas são hiperacumuladoras,
podendo armazenar de 0,1 a 1%
de metais no peso seco.
Exemplos: Brassica juncea,
Aeloanthus biformifolius, Alyssum
bertolonii, Thlaspi caerulescens.

15. FFiittooddeeggrraaddaaççããoo::
Os contaminantes são
absorvidos pelas plantas
que, através de seus
processos metabólicos,
quebram as moléculas do
contaminante em produtos
menos tóxicos, ou
mineralizados nas células.
As enzimas envolvidas são
nitroredutases,
(nitroaromáticos)
desalogenases (solventes
clorados e pesticidas),
lacanases (anilinas

16. FFiittoovvoollaattiilliizzaaççããoo
Contaminantes como
Hg, Se, Ar, são
absorvidos pelas
raízes, inativados e
liberados na
atmosfera. Também
serve para compostos
orgânicos.

17. Ele é alterado e
modificado ao longo
do caminho .
Água percorre desde a
raiz até as folhas ao
longo do sistema
vascular da planta.
Contaminantes
levados para as
folhas.
Volatilizados
para a
atmosfera .

18. FFiittooeessttiimmuullaaççããoo
As raízes promovem a
proliferação de microrga-nismos
degradativos na
rizosfera. Isto promove a
biodegradação microbiana.
É aplicável para compostos
orgânicos. Uma bactéria
importante neste processo
é Pseudomonas. É um
processo próximo da
biorremediação e é
importante para o
ambiente aquático.

19. FFiittooeessttaabbiilliizzaaççããoo
O poluente é imobilizado por meio de sua lignificação (na
parede vegetal) ou humificação no solo. Os metais são
precipitados e tornam-se insolúveis, ficando presos na
matriz, não sendo mobilizados. Exemplos:
Haumaniastrum, Eragrostis, Ascolepis, Gladiolus e
Alyssum.

20. RRiizzooffiillttrraaççããoo
Neste caso as raízes
absorvem, concentram ou
precipitam contaminantes,
num meio aquoso artificial.
É usada para metais
pesados e elementos
radioativos. As plantasa são
mantidas em sistemas
hidropônicos. Exemplos:
Helianthus annus e Brassica
juncea.

21. BBaarrrreeiirraass hhiiddrrááuulliiccaass..
São poços de captação da água
subterrânea contaminada. Dentro dos
poços existem bombas de sucção, de
onde a água será retirada através de
tubos até a estação.
Da mesma forma, 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

22. CCaappaass oouu ttaappeetteess vveeggeettaattiivvooss
Tapetes vegetativos, de capins ou árvores sobre
aterros usado para diminuir a infiltração de água
e conter a disseminação. Também atuam como
fitorremediadores.

23. AAççuuddeess aarrttiiffiicciiaaiiss
Ação combinada de
algas, plantas aquáticas
e microrganismos em
tanques destinados a
depurar efluentes
químicos. Serve para
esgotos e despejos
industriais.

24. Controle ddee eerroossããoo ee ddiisssseemmiinnaaççããoo ddee MMeettaaiiss
PPeessaaddooss nnoo ssoolloo::
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).

26. 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.

27. FFIITTOORRRREEMMEEDDIIAAÇÇÃÃOO
no ambiente Líquido
DDIIOOGGEENNEESS
A utilização de plantas aquáticas
(hidrófitas, macrófitas) como
fitorremediadoras decorre da
intensa absorção de nutrientes,
pelo crescimento rápido, pela
retirada facilitada e utilização da
biomassa.
Esta fitorremediação visa
principalmente a redução da
carga orgânica, do nitrogênio e
fósforo.

28. siste Os sistemmaass ppooddeemm ccoonntteerr::
-Macrófitas flutuantes
(enraizadas ou livres):
Eichornia, Pistia, Salvinia,
etc.
Submersas: Elodea
canadensis, E. nuttali;
Ceratopphyluum demersum,
etc.
Emergentes (emergem no
sistema): Typha
dominguensis (Taboa) e
Scirpus californicus (Junco);
Scirpus lacustris (junco),
Phragmites australis, etc.

29.  Eichornia crassipes (aguapé) é
uma macrófita flutuante muito usada.
O seu crescimento é acelerado em
condições de abundância nutricional.
Produz 250-300 ton/há, com
crescimento de 5% ao dia (15 ton
biomassa/dia/há).
 Age por fitoestimulação e rizofiltração;
 Reduz a DBO, taxa de coliformes,
turbidez, carga de minerais (N e P).
 Além disto retira fenois e metais
pesados, herbicidas e coadjuvante no
caso dos cianetos

30. plantas aaqquuááttiiccaass eemmpprreeggaaddaass eemm ttrraattaammeennttoo
Typha angustifolia
Taboa
Scirpus holoschoenus Cyperus longus
junça-longa
Juncus acutus
junco agudo
Iris pseudacorus
lírio amarelo
Phragmites australis
caniço
ddee áágguuaa::

31. FFIITTOORRRREEMMEEDDIIAAÇÇÃÃOO -- TTRRAATTAAMMEENNTTOO DDEE ÁÁGGUUAASS RREESSIIDDUUÁÁRRIIAASS
E.T.A.R. de Bodiosa – Viseu – Portugal
(lagoa de macrófitas emergentes com plantas previamente enraizadas em viveiro)

32. 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

33. 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).

34. Representação esquemática de um sistema de tratamento de
águas residuais baseado em macrófitas aquáticas submersas.
Ilustra-se a espécie Elodea canadensis.

35. 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.

37. FFiittoorrrreemmeeddiiaaççããoo —— AApplliiccaaççããoo
Tratamento de água com aguapé
Tratamento de chorume por
Fitorremediação
Controle de erosão e disseminação
de Metais Pesados no solo

38. 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.

39. LLaaggooaa ddee AAgguuaappéé
LINS

40. 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.

41. 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.

42. 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).
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.

43. 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.

44. 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 b caroteno
em cenouras cultivadas
organicamente.

45. 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.

48. VVAANNTTAAGGEENNSS::
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.

49. DDEESSVVAANNTTAAGGEENNSS::
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.