Fitorremediação: tipos, vantagens e desvantagens

A fitorremediação é o conjunto de práticas tecnológicas que utilizam plantas vivas e seus microrganismos associados ao saneamento ambiental do solo, água e ar.

As tecnologias de fitorremediação utilizam a capacidade natural de algumas plantas para absorver, concentrar e metabolizar elementos e compostos químicos presentes no meio ambiente como contaminantes.As plantas podem ser usadas para a extração, imobilização e estabilização, degradação ou volatilização de contaminantes.

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Figura 1. Fitorremediação no campo. Fonte: flickr.com/photos/daniela_naturephotography

O solo, as águas superficiais e subterrâneas e a atmosfera podem ser contaminados como resultado de alguns processos naturais – como erosão geológica, atividade vulcânica, entre outros – e também como resultado de atividades humanas (industrial, agrícola, águas residuais, mineração, construção, transporte).

Emissões e efluentes industriais, resíduos, explosivos, agroquímicos (fertilizantes, herbicidas, pesticidas), deposição de chuva ou ácido, materiais radioativos, entre muitos outros, são fatores de poluição decorrentes das atividades humanas.

A fitorremediação surge como uma tecnologia econômica, eficaz e publicamente aceita para a erradicação de vários tipos de poluição ambiental.

A palavra “fitorremediação” vem do grego « phyto», que significa planta viva, e do latim « remediare», que significa restaurar o equilíbrio; isto é, recuperar o estado de equilíbrio através do uso de plantas.

Tipos de fitorremediação

As tecnologias de fitorremediação são baseadas nos processos fisiológicos das plantas e nos microrganismos associados a elas, como nutrição, fotossíntese, metabolismo, evapotranspiração, entre outros.

Dependendo do tipo de poluente, do grau de contaminação do local e do nível de remoção ou descontaminação necessário, técnicas de fitorremediação são usadas como mecanismo de contenção de contaminantes (técnicas de fitostabilização, rizofiltração) ou como mecanismo de remoção (técnicas phytoextraction, fitodegradação e phytovolatilization).

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Figura 2. Tipos de fitorremediação. Fonte: Townie (Arulnangai e Xavier Dengra do original na extensão .png) [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

Entre essas técnicas de fitorremediação, estão:

Fitodegradação

Essa técnica, também chamada de fitotransformação, envolve a seleção e o uso de plantas com capacidade de degradar os contaminantes que absorveram.

Na fitodegradação, enzimas especiais que algumas plantas possuem causam a decomposição das moléculas dos compostos contaminantes, transformando-as em moléculas menores, não tóxicas ou menos tóxicas.

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Além disso as plantas podem mineralizar poluentes para compostos simples, similares, tais como o dióxido de carbono (CO 2 ) e ua (H 2 O).

Exemplos deste tipo de enzimas são dehalogenase e oxigenase; o primeiro favorece a remoção de halogênios de compostos químicos e o segundo oxida substâncias.

A fitodegradação tem sido utilizada na remoção de explosivos, como pesticidas TNT (trinitrotolueno), organoclorados e organofosforados, hidrocarbonetos halogenados, entre outros poluentes.

Rizremediação

Quando a degradação de contaminantes é produzida pela ação de microrganismos que vivem nas raízes das plantas, a técnica de remediação é chamada de rizorremediação.

Fitostabilização

Esse tipo de fitorremediação é baseado em plantas que absorvem poluentes e os imobilizam no interior.

Sabe-se que essas plantas reduzem a biodisponibilidade de poluentes através da produção e excreção pelas raízes de compostos químicos que inativam substâncias tóxicas através de mecanismos de absorção, adsorção ou solidificação por precipitação.

Dessa forma, os poluentes não estão mais disponíveis no ambiente para outros seres vivos, impedindo sua migração para as águas subterrâneas e sua dispersão para áreas maiores do solo.

Algumas plantas utilizadas na fitostabilização são: Lupinus albus (para imobilizar arsênico, As e cádmio, Cd), Hyparrhenia hirta (imobilização de chumbo, Pb) , Zygophyllum fabago (imobilização de zinco, Zn), Anthyllis violento (imobilização de zinco) , chumbo e cádmio), Deschampia cespitosa (imobilização de chumbo, cádmio e zinco) e Cardaminopsis arenosa (imobilização de chumbo, cádmio e zinco), entre outros.

Fitostimulação

Nesse caso, são utilizadas plantas que estimulam o desenvolvimento de microrganismos que degradam contaminantes. Esses microorganismos vivem nas raízes das plantas.

Fitoextração

A fitoextração, também chamada de fitoacumulação ou phytosampling, usa plantas ou algas para remover contaminantes do solo ou da água.

Depois que a planta ou as algas absorvem da água ou do solo os compostos químicos contaminantes e os acumulam, eles são colhidos como biomassa e geralmente incinerados.

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Figura 3. Fitorremediação em piscinas, reabilitação de uma mina de urânio abandonada. Portugal Fonte: flickr.com/photos/daniela_naturephotography
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As cinzas são depositadas em locais especiais ou depósitos de segurança ou usadas para recuperar os metais. Esta última técnica é chamada de melhoramento de plantas .

Plantas hiperacumulativas

Organismos capazes de absorver quantidades extremamente altas de poluentes do solo e da água são chamados hiperacumuladores.

Foram relatadas plantas de arsênio hiperacumulável (As), chumbo (Pb), cobalto (Co), cobre (Cu), manganês (Mn), níquel (Ni), selênio (Se) e zinco (Zn).

A fitoextração de metais foi realizada com plantas como Thlaspi caerulescens (extração de cádmio, Cd), Vetiveria zizanoides (extração de zinco Zn, Cd de cádmio e chumbo Pb) Brassica juncea (extração de chumbo Pb) e Pistia stratiotis (extração de prata Ag , mercúrio Hg, níquel Ni, chumbo Pb e zinco Zn), entre outros.

Fitofiltração

Este tipo de fitorremediação é utilizado na descontaminação de águas subterrâneas e superficiais. As substâncias poluentes são absorvidas pelos microrganismos ou pelas raízes ou aderidas (adsorvidas) nas superfícies de ambos.

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Figura 4. Crescimento das raízes em laboratório, em meio líquido. Fonte: pixabay.com

Na fitofiltração, as plantas são cultivadas com técnicas de hidroponia e, quando a raiz está bem desenvolvida, as plantas são transferidas para as águas contaminadas.

Algumas plantas utilizadas como fitofiltradores são: Scirpus lacustris, Lemna gibba, Azolla caroliniana, Elatine trianda e Polygonum punctatum.

Fitovolatilização

Essa técnica funciona quando as raízes das plantas absorvem a água contaminada e liberam os contaminantes transformados de maneira gasosa ou volátil na atmosfera, através da transpiração das folhas.

É conhecida a ação fitovolatilizante do selênio (Se) das plantas, Salicornia bigelovii, Astragalus bisulcatus e Chara canescens e também a capacidade de transpirar mercúrio (Hg), da espécie vegetal Arabidopsis thaliana.

Vantagens da fitorremediação

  • A aplicação de técnicas de fitorremediação é muito mais barata que a implementação de métodos convencionais de descontaminação.
  • As tecnologias de fitorremediação são eficientes aplicadas em grandes áreas com níveis médios de poluição.
  • Sendo técnicas de descontaminação in situ, o meio contaminado não deve ser transportado, evitando assim a dispersão dos contaminantes pela água ou pelo ar.
  • A aplicação de tecnologias de fitorremediação permite a recuperação de metais e água valiosos.
  • Para aplicar essas tecnologias, são necessárias apenas práticas agrícolas convencionais; A construção de instalações especiais não é necessária, nem o treinamento de pessoal treinado para sua implementação.
  • As tecnologias de fitorremediação não consomem eletricidade, nem produzem emissões poluentes de gases de efeito estufa.
  • São tecnologias que preservam o solo, a água e a atmosfera.
  • Eles constituem os métodos de descontaminação de menor impacto ambiental.
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Desvantagens e limitações

  • As técnicas de fitorremediação só podem afetar a área ocupada pela raiz das plantas, ou seja, em uma área e profundidade limitadas.
  • A fitorremediação não é totalmente eficiente na prevenção da lixiviação ou percolação de contaminantes para as águas subterrâneas.
  • As técnicas de fitorremediação são métodos lentos de descontaminação, pois requerem um tempo de espera para o crescimento de plantas e microorganismos a eles associados.
  • O crescimento e a sobrevivência das plantas utilizadas nessas técnicas são afetados pelo grau de toxicidade dos contaminantes.
  • A aplicação de técnicas de fitorremediação pode ter efeitos negativos nos ecossistemas onde são implementados, devido à bioacumulação de poluentes nas plantas, que posteriormente podem passar para as cadeias alimentares por consumidores primários e secundários.

Referências

  1. Carpena RO e Bernal MP. 2007. Chaves da fitorremediação: fitotecnologias para recuperação do solo. Ecossistemas 16 (2). May.
  2. Agência de Proteção Ambiental (EPA-600-R-99-107). 2000. Introdução à Fitorremediação.
  3. Gerhardt KE, Huang XD, Glick BR, Greenberg BM. 2008. Fitorremediação e rizorremediação de contaminantes orgânicos do solo: Potencial e desafios. Plant Science . FALTA DE FOLHAS
  4. Ghosh M e Singh SP. 2005. Uma revisão da fitorremediação de metais pesados ​​e utilização de seus subprodutos. Ecologia Aplicada e Pesquisa Ambiental. 3 (1): 1-18.
  5. Wang, L., Ji, B., Hu, Y., Liu, R. e Sun, W. (2017). Uma revisão no local de fitorremediação de rejeitos de minas. Chemosphere, 184, 594-600. doi: 10.1016 / j.chemosphere. 2017.06.025

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