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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 – 2015
1
Introdução
Degradação do Meio
Ambiente: Solos, cursos de
água e lençol freático
Uso intenso e
inadequado de
fertilizantes e
pesticidas no solo
Aumento das
atividades
industriais e de
mineração
2
Metais pesados e
outros
contaminantes
ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
Introdução
3
Solo
Minimizar
impactos à
população e ao
ambiente
Não é receptor
ilimitado de
materiais
descartáveis
Necessita de
soluções para
áreas
contaminadas
Gerenciamento,
prevenção e
remediação
Sustentabilidade: conservação do solos
Sites acessados em 12/06/15: http://engenharia.anhembi.br , https://www.embrapa.br
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
4 http://www.higidus.pt, acessado em 12/06/15.
Técnicas de Remediação
5
Remediação
Físicas Bombagem e
tratamento de água, Extração de Vapores
do Solo , Injeção de Ar
Químicas Oxidação e Redução
Química in-situ
Térmicas
Calor favorece a biodegradação de borras de óleo e
compostos clorados
Biológicas Biorremediação: microorganismos
http://www.higidus.pt, acessado em 12/06/15.
Biorremediação Vantagens Desvantagens
Biodegrada substâncias perigosas ao invés
de apenas transferir o contaminante de um
meio para outro
Não é uma solução imediata
Baixo custo Necessidade de maior entendimento de seu
funcionamento
Possível tratamento in situ Método pouco evoluído no Brasil
Produtos utilizados não apresentam risco ao
meio ambiente não são tóxicos Acompanhamento durante o processo
Tratamento dos resíduos considerados de
difícil degradação Muitas moléculas não são biodegradáveis
Uso em áreas de proteção ambiental,
indústria de alimentos, entre outras
Substâncias tóxicas ao microorganismo
inviabiliza o tratamento 6
http://ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm, acessado em 12/06/15.
Técnicas de Remediação
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Brasil tem condições climáticas e ambientais favoráveis para desenvolver essa técnica em quase todo território
Promove destoxificação do local ou remoção de elementos contaminantes do solo
Solução: Fitorremediação (é uma estratégia de Biorremediação)
Físicas e Químicas: eficientes, contudo tecnicamente difíceis e de custos elevados
http://www.alice.cnptia.embrapa.br , acessado em 12/06/15.
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.
8 ROMEIRO et al., 2007; http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf;
(CUNNINGHAM et al., 1996) - ADUBOS VERDES NA FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS COM O
HERBICIDA TEBUTHIURON; http://ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm
Mecanismos de Fitorremediação
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Vegetais na redução e/ou remoção dos
contaminantes
Direta
Compostos absorvidos e
acumulados ou metabolizados nos
vegetais
fitoextração, fitotransformação e fitovolatilização
Indireta
Vegetais extraem contaminantes de
águas subterrâneas ou plantas
propiciam aumento microorganismos
fitoestabilização e fitoestimulação
http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.
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.
10
http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.
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.
11 http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.
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.
12 http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.
FITOESTIMULAÇÃO /
RIZODEGRADAÇÃO
• Planta estimula a biodegradação
microbiana dos contaminantes presentes
no solo ou na água;
• Favorece condições ambientais para o desenvolvimento dos microorganismos.
13 http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.
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.
14
http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.
Esquema na Planta dos Mecanismos de Fitorremediação
15 http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-Tavares.pdf, acessado em 14/06/15.
Aplicação da Fitorremediação
Objetivo: avaliar o desenvolvimento de
Canavalia ensiformes L. na presença de
chumbo e seu potencial fitoextrator para
esse metal pesado.
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ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE
FITORREMEDIAÇÃO
DE CANAVALIA ENSIFORMES L. (Feijão-de-Porco)
ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
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.
17 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
Canavalia ensiformes L.
• Cultivada em países tropicais;
• Comestível: folhas (verduras) e sementes
cozidas como feijão comum (tratamento prévio para eliminar as toxinas).
18 Sites acessados em 03/06/15: http://www.ufrgs.br/laprotox/o-que-fazemos/linhas-de-pesquisa/ureases-de-plantas/ureases-de-canavalia-ensiformis/aspectos-nutricionais-da-canavalia-ensiformi , http://pt.wikipedia.org/wiki/Feijão-de-porco
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.
19 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
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;
20 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
• 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).
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.
21 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
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®).
22 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
Resultados e Discussão
Planta diminuiu
crescimento com
aumento das [Pb]
aplicadas.
23 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
Área Foliar e Massas Secas
24 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
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.
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.
25 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
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.
26 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
Análises das [Pb]
Raízes:
[Pb] elevadas e
crescentes com o
aumento de Pb
aplicado.
27 ROMEIRO et al., 2007- ABSORÇÃO DE CHUMBO E POTENCIAL DE FITORREMEDIAÇÃO DE CANAVALIA ENSIFORMES L.
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.
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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.327-334, 2007;
• (CUNNINGHAM et al., 1996) - ADUBOS VERDES NA FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS
CONTAMINADOS COM O HERBICIDA TEBUTHIURON;
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Feijão-de-porco, acessado em 03/06/15;
• http://www.lideragronomia.com.br/2012/02/feijao-de-porco.html, acessado em 03/06/15;
• http://www.ufrgs.br/laprotox/o-que-fazemos/linhas-de-pesquisa/ureases-de-
plantas/ureases-de-canavalia-ensiformis/aspectos-nutricionais-da-canavalia-ensiformi,
acessado em 03/06/15;
• http://www.agri.ruh.ac.lk/medicinalplants/medicinal_plants/families/leguminasae/plants/a
wara.html, acessado em 03/06/15;
• http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/100359/1/Cap-2Livro-CA-Silvio-
Tavares.pdf;
• http://engenharia.anhembi.br, acessado em 12/06/15;
• https://www.embrapa.br, acessado em 12/06/15;
• http://www.higidus.pt, acessado em 12/06/15;
• http://www.alice.cnptia.embrapa.br , acessado em 12/06/15;
• http:// ambiente.hsw.uol.com.br/contaminacao-dos-solos6.htm, acessado em 12/06/15;
• https://www.embrapa.br/web/portal/busca-de-noticias/-/noticia/2613489/solos-melhor-
prevenir-do-que-remediar, acessado em 13/06/15;
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidroponia, acessado em 15/06/15;
• http://www.abepro.org.br/biblioteca/ENEGEP2005_Enegep1005_0558.pdf;
• http://www.infoescola.com/meio-ambiente/fitorremediacao.
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