Ana Christina Gomes Guilherme Acumulação de - NIMA - PUC-Rio

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Ana Christina Gomes Guilherme
PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0321307/CA
Acumulação de Cádmio pela Ruppia
maritima Linnaeus em Ensaios de
Fitorremediação
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS E
METALURGIA
Programa de Mestrado em Engenharia Metalúrgica
do Departamento de Ciência dos Materiais e
Metalurgia
Rio de Janeiro, setembro de 2005
Acumulação de Cádmio pela Ruppia maritima Linnaeus
em Ensaios de Fitorremediação
Dissertação de Mestrado
Dissertação apresentada como requisito parcial para
obtenção do título de Mestre pelo Programa de PósGraduação em Engenharia
Metalúrgica do
Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia
da PUC-Rio.
Orientador: Roberto José de Carvalho
Co-orientadores: Regina Helena Potsch Andreata
Reinaldo Campos Calixto
Rio de Janeiro, setembro de 2005
Acumulação de Cádmio pela Ruppia maritima Linnaeus em
Ensaios de Fitorremediação
Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção
do grau de Mestre em Engenharia Metalúrgica e de Materiais
pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica
do Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia da
PUC-Rio. Aprovada pela Comissão Examinadora abaixo
assinada.
Prof. Roberto José Carvalho
Orientador
Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia - PUC-Rio
Prof. Regina Helena Potsch Andreata
Co-orientadora
Universidade Santa Úrsula - USU
Prof. Raul Almeida Nunes
Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia - PUC-Rio
Prof. Rachel Bardy Prado
Embrapa – Solos
Prof. José Eugenio Leal
Coordenador Setorial de Pós-Graduação do Centro Técnico Científico da
PUC-Rio
Rio de Janeiro, 16 de setembro de 2005
Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução
total ou parcial do trabalho sem autorização da
universidade, da autora e do orientador.
Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela
Universidade Santa Úrsula, Rio de Janeiro.
Ficha Catalográfica
Guilherme, Ana Christina Gomes
Acumulação de cádmio pela Ruppia marítima
Linnaeus em ensaios de fitorremediação / Ana Christina
Gomes Guilherme ; orientador: Roberto José Carvalho ;
co-orientadores: Regina Helena Potsch Andreata, Reinaldo
Campos Calixto. –
Rio de Janeiro : PUC-Rio,
Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia, 2005.
109 f. ; 30 cm
Dissertação (mestrado) – Pontifícia Universidade
Católica do Rio de Janeiro, Departamento de Ciência dos
Materiais e Metalurgia.
Inclui referências bibliográficas
1. Ciência dos materiais e metalurgia – Teses. 2.
Fitorremediação. 3. Cádmio. 4. Sedimentos . 5. Águas . 6.
Ruppia maritima. 7. Macrófita aquática. I. Carvalho,
Roberto José. II. Andreata, Regina Helena Potsch. III.
Calixto, Reinaldo Campos. IV. Pontifícia Universidade
Católica do Rio de Janeiro. Departamento de Ciência dos
Materiais e Metalurgia. V. Título.
CDD: 669
Dedico este trabalho de todo o meu coração:
A Deus, porque sem ele nada seria possível.
Ao meu marido Antonio Mendes Dutra por me incentivar a fazer o mestrado, por
estar do meu lado nos meus momentos difíceis, por me ajudar nas tarefas de casa,
por levar o meu café na cama e por me amar.
Ao meu filho Sheine G.G.Dutra por ter que entender ainda tão novo que a minha
atenção por dois anos estava voltada quase que inteiramente para as aulas, os
experimentos e o computador. Por ser um filho maravilhoso, amoroso e
independente.
Aos meus Pais Israel G. Santos e Ana Maria G.Guilherme por me ajudarem e me
ampararem em todos os momentos.
A minha sogra, Alair M. Dutra, por me ouvir, me compreender, me aturar e ser a
minha professora de português, lendo e corrigindo os meus trabalhos e a minha
dissertação.
Mãe só se tem uma, mas algumas pessoas são tão amorosas e atenciosas comigo
que também poderiam ser chamadas de mãe: A minha Avó Nancy S. Gomes; a
minha Tia Franquelina Weydt; a minha Irmã Lili Cútalo e a minha Sogra Alair
Dutra.
A minha família, meus tios, meu primo, meus sobrinhos, minha cunhada e ao meu
sogro pelo apoio, carinho e compreensão.
Aos meus amigos, Tuna, Vini, Marcelo Queiroz e Tati por estarem presentes e
levantarem a minha moral quando eu precisei.
Aos meus novos amigos, feitos na PUC, por estarem presentes e atuantes como
um amigo tem que estar.
Aos meus inimigos, pois se não fosse por eles tentando me derrubar e me
considerando incapaz, eu não teria tanta disposição de mostrar o quanto sou
capaz.
Agradeço principalmente A DEUS, ao meu marido e ao meu filho, por serem
meus amigos, minha família e minha vida.
Agradecimentos
A Deus por me ajudar a chegar aonde estou, me amparar e me acalmar quando eu
precisei.
Ao meu orientador Roberto Carvalho, por acreditar em mim e por ser
extremamente paciente e compreensivo em meus momentos de crise. Sem ele eu
não estaria apresentando este trabalho.
A minha Co-Orientadora Regina Andreata por estar sempre presente e
participativa nas tomadas de decisões e por disponibilizar toda a infra-estrutura da
USU.
Ao meu Co-Orientador Reinaldo Calixto pela atenção, ajuda e participação na
hora em que mais precisei, disponibilizando não só material, técnicos e o
laboratório para análise como o seu tempo.
A todos do Departamento de Engenharia Metalúrgica que de alguma forma
ajudaram na concretização da dissertação. Aos meus professores por tudo que me
ensinaram em especial ao Prof. Raul Nunes pelo apoio e pela disponibilização do
seu laboratório e a secretária da Pós-Graduação Lusinete por ser mais do que uma
secretária, se tornando para mim uma amiga e conselheira.
Ao Prof. Andreata da USU, pela atenção dispensada na elaboração do histórico da
Lagoa Rodrigo de Freitas, nas coletas (me colocando como parte da equipe) e na
obtenção e manutenção dos aquários. A equipe do prof. Andreata por me ajudar a
coletar o material. Aos funcionários da montagem da USU, por me ajudarem na
montagem dos aquários e na herborização das plantas, me fornecendo todo o
material necessário. Aos alunos da professora Regina Andreata, principalmente ao
Carlos Henrique pelo aquário e pelas informações sobre a Ruppia maritima.
Ao Técnico Rodrigo Gonçalves e ao André Vechi, responsáveis pelo
departamento de Química da PUC-Rio, pela atenção e pela ajuda no
processamento e na análise do meu material no espectrofotômetro.
Aos meus amigos da PUC pela atenção nas horas em que precisei e pelo material
que me emprestaram, sem o qual a planta nunca seria contaminada. Agradeço
principalmente aos meus melhores amigos: Belenia, Gabriela, Eduardo, Ana Elisa,
Tatiana, Marcelo, Ediney, Joedy e Ysrael.
A Gabriela por também me emprestar a sua dissertação para que servisse de base
para a minha.
Aos órgãos governamentais responsáveis pelo meio ambiente, como: Feema,
SERLA e IBAMA, que mantém o controle, a fiscalização e a legislação ambiental
atualizados e disponíveis aos cidadãos.
Ao CNPq pelo apoio financeiro dispensado durante todo o curso de mestrado.
Resumo
Dutra- Guilherme A.C.G.. Acumulação de Cádmio pela Ruppia maritima
Linnaeus em Ensaios de Fitorremediação. Rio de Janeiro, 2005. 109p.
Dissertação de Mestrado - Departamento de Ciência dos Materiais e
Metalurgia, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
Nos últimos anos tem ocorrido um crescimento na extração e no
beneficiamento de metais pesados ocasionando um aumento de rejeitos tóxicos na
natureza, abrindo-se assim, a oportunidade para a pesquisa de técnicas de
remediação de solos e águas, menos agressivas ao meio ambiente e com custos
baixos. A fitorremediação é uma técnica de tratamento de solos, águas
e
sedimentos contaminados que promove o recapeamento de áreas devastadas e não
altera o ecossistema, utilizando plantas como agentes remediadores. Entre as
vantagens da fitorremediação, citam-se o custo reduzido e o baixo risco de dano
ambiental ao solo, contrariamente a alguns processos de remediação física,
química e da biorremediação. A técnica de fitorremediação consiste em se plantar
e cultivar no local a ser tratado uma planta capaz de absorver o contaminante. O
objetivo do trabalho foi estudar a capacidade de hiperacumulação de cádmio pela
Ruppia maritima L., que é uma macrófita aquática enraizada e semi-cosmopolita
encontrada em ambientes contaminados e possui uma capacidade adaptativa muito
boa. A capacidade de fitorremediação da espécie, juntamente com a sua flora e
fauna associadas, foi estudada utilizando-se soluções de cloreto de cádmio. A
partir dos experimentos realizados concluímos que a Ruppia maritima possui uma
capacidade muito boa de remediação de águas e sedimentos contaminados e de
adaptação às condições adversas.
Palavras-chave
Fitorremediação; c ádmio; sedimentos; águas; Ruppia maritima; macrófita
aquática
Abstract
Dutra- Guilherme A.C.G.. Acumulação de Cádmio pela Ruppia maritima
Linnaeus em Ensaios de Fitorremediação. Rio de Janeiro, 2005. 109p.
Dissertação de Mestrado - Departamento de Ciência dos Materiais e
Metalurgia, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
In the last years a growth has occurred in the extraction and refining of
heavy metals causing an increase in the accumulation of wastes that are toxic to
nature, thus opening up the opportunity for research in new soil and wastewaters
remediation technics that are less aggressive to the environment and have lower
costs. The established technics have not been developed with the preservation of
the environment to be decontaminated in mind, nevertheless the current awareness
in preserving the environmental balance acts as an incentive to the study of
ecologically correct technologies. Phytoremediation is a technic for treatment of
contaminated soil and wastewaters that promotes reforestation of devastated areas
and does not modify the ecosystem, using plants as remediating agents. Amongst
the cited advantages of phytoremediation are its low cost and risk of
environmental damage to the soil, as opposed to certain physical and chemical
remediation, and bioremediation processes. The phytoremediation technology
consists of planting and cultivating on location a plant that is capable of absorbing
the contaminating agent. The aim of this work was to study the cadmium
hiperaccumulation capacity through the Ruppia maritima L., which is a
cosmopolitan rooted aquatic macrophyte found in contaminated environments
with a very good adaptation capacity. The phytoremediation capacity of this
species, together with its associated flora and fauna, was tested using cadmium
chloride solutions. From the developed experiments we concluded that the Ruppia
maritima possesses a very good capacity for remediating contaminated soils and
wastewaters and adapting to adverse conditions.
Keywords
Phytoremediation; soils; wastewaters ; cadmium; aquatic macrophytes; Ruppia
maritima
Sumário
1 . INTRODUÇÃO
17
1.1. Objetivos
20
2 . REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
21
2.1. Metais pesados
21
2.1.1. Descrição
21
2.1.2. Fontes de contaminação por metais pesados
21
2.1.3. Danos ao meio ambiente e à saúde
21
2.2. Cádmio
22
2.2.1. Descrição
22
2.2.2. Fontes de contaminação por cádmio
22
23
2.2.4. Produção global de cádmio
23
2.2.5. Disponibilidade do cádmio no meio ambiente
24
2.3. Métodos de remoção de metais pesados
25
2.3.1. Sistemas de tratamento dos despejos industriais
28
2.3.2. Tratamentos de águas , sedimentos e solos contaminados in
situ
35
2.3.3. Projetos de tratamento das Lagoas do Estado do Rio de Janeiro 40
2.3.4. Fitorremediação de metais pesados por macrófitas aquáticas
41
2.3.4.1. Formas de complexação e transporte do cádmio através da
planta
41
2.3.4.2. Exemplos de remediação de cádmio por plantas aquáticas e
plantas de solo
43
2.3.4.2.1. Plantas de solo
44
2.3.4.2.2. Plantas aquáticas
45
2.4. Macrófitas aquáticas
49
2.5. Taxonomia de Ruppia maritima L.
51
3 . MATERIAIS E MÉTODOS
53
3.1. Organização dos experimentos
53
3.2. Coleta
54
3.2.1. Localização e caracterização da área de estudo
54
3.2.2. Estações de amostragem neste estudo
55
3.2.3. Amostragem
56
3.2.4. Identificação dos fatores abióticos relevantes
56
3.2.5. Limites de cádmio estabelecidos pela Resolução CONAMA 20
57
3.2.6. Metais pesados na Lagoa Rodrigo de Freitas
61
3.3. Herborização da Ruppia maritima
62
3.4. Estabilização dos aquários
62
3.5. Teste Piloto para se determinar as condições ideais de cultivo da
planta e a diluição do cádmio
63
3.6. Cultivo da Ruppia maritima em ambientes com a adição de cloreto de
cádmio
65
3.7. Digestão do material para análise química
67
3.7.1. Sedimento
67
3.7.2. Planta
67
3.8. Análises Químicas
68
4 . RESULTADOS & DISCUSSÃO
69
5 . CONCLUSÕES
93
5.1. Perspectivas futuras
95
6 . REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
97
Lista de tabelas
Tabela 1 - Produção global de cádmio em toneladas por ano
23
Tabela 2 - Técnicas de descontaminação de efluentes líquidos, eficiência e custo
26
Tabela 3 - Técnicas utilizadas na remoção de metais dos diferentes tipos de
efluentes líquidos
27
Tabela 4 - Formas de tratamento de águas de rejeitos antes de serem lançadas nos
corpos d’água
29
Tabela 5 - Capacidade de remoção de metais pelo carvão ativado e outros
materiais (Benvindo, 2004)
31
Tabela 6 - Exemplos de bioacumulação de metais
33
Tabela 7 - Formas de tratamento de efluentes líquidos in situ
36
Tabela 8 - Plantas que tiveram as maiores concentrações de Cd nas raízes e folhas
46
Tabela 9– Dados abióticos da Lagoa Rodrigo de Freitas
57
Tabela 10 – Relatório anual dos fatores abióticos fornecido pela Feema (2004) 57
Tabela 11 - Limites máximos permitidos por classe para o cádmio Resolução
CONAMA 20 (Brasil,1986)
58
Tabela 12 – Limites máximos admitidos de cádmio segundo Resolução
CONAMA 357 (Brasil, 2005)
Tabela 13 – Classificação das águas brasileiras
59
60
Tabela 14 - Valor máximo admissível de cádmio lançado no efluente
(Brasil,1986)
61
Tabela 15- Concentração de Cádmio no sedimento da Lagoa Rodrigo de Freitas 62
Tabela 16- Condições operacionais do espectrofotômetro para o cádmio
68
Tabela 17 - Resultados do teste piloto em relação aos parâmetros utilizados
70
Tabela 18 - Resultado das diluições de cloreto de cádmio em água milli-q e
sedimento
71
Tabela 19 - Peso seco em g do sedimento no 7° e 14 ° dia
72
Tabela 20- Quantidade de água contida na planta no 7° dia de contaminação
73
Tabela 21 - Quantidade de água contida na planta no 14° dia de contaminação 74
Tabela 22 - Quantidade de água contida na raiz, no caule e na folha da Ruppia
maritima no 14° dia de contaminação por cádmio
75
Tabela 23 - Concentração de cádmio encontrado na água, no sedimento e na
Ruppia maritima no 7° e no 14° dia
77
Tabela 24 - Quantidade de cádmio encontrado no 14°dia em cada órgão da planta
em mg de Cd/kg de raiz, de caule e de folha respectivamente
79
Tabela 25 - Valor médio de absorção de cádmio pela Ruppia maritima
79
Tabela 26 - Absorção média de cádmio pela Ruppia maritima e por outras
espécies de plantas
87
Tabela 27 - Absorção média de cádmio em diferentes órgãos da Ruppia maritima
e de outras espécies de plantas
89
Tabela 28 - Comparação entre algumas tecnologias utilizadas na remediação de
solos, águas e sedimentos contaminados com metais pesados
91
Lista de figuras
Figura 1 - Diagrama de especiação do cádmio
24
Figura 2 – Vista aérea da Lagoa Rodrigo de Freitas (Feema, 2004)
55
Figura 3 - Localização das luzes artificiais e distribuição dos vidros
64
Figura 4 - Ambiente de controle no 14°dia
65
Figura 5 - Ambiente intoxicado com cloreto de cádmio no 14° dia
66
Figura 6 - Ruppia maritima com a sua flora e fauna associada, aumento de 5x 69
Figura 7 - Comparação entre o cultivo da Ruppia maritima na água da Lagoa (A)
e na água milli-q (B), contaminadas com cádmio
Figura 8 - Quantidade de cádmio na água
80
81
Figura 9– Quantidade de cádmio precipitada no sedimento em mg de Cd/kg de
sedimento seco
82
Figura 10 - Quantidade de cádmio absorvido pela planta em mg de Cd/kg de
planta seca
83
Figura 11 – Distribuição de cádmio na água, no sedimento e na planta por
ambiente
Figura 12 – Distribuição de cádmio na água e no sedimento por ambiente
84
85
Lista de símbolos
Ag -
prata
Ar -
argônio
ArsC -
enzima que reduz o arsenato para arsenito
As -
arsênio
ATP
molécula de trifosfato de adenosina
Au -
ouro
Bi -
bismuto
Cd -
cádmio
CdCl2 -
cloreto de cádmio
Cisteína -
Cys, aminoácido que contém um grupo tiol (C 3 H7 NO2 S)
Co -
cobalto
Cr -
cromo
Cu -
cobre
EDTA
ácido etileno-diaminotetra-acético
EPA -
Agência de Proteção Ambiental
ex situ -
fora do local
Fe -
ferro
Fitoquelatinas -
são peptídeos sintetizados não ribosomais com a estrutura
(γ-Glu-Cys)n X
FRO2 -
redutase quelato férrica
GCP -
bomba de glutationa conjugada ao S
Glicina -
Gly, aminoácido mais simples (C 2 H5 NO2 )
Glutamina -
Glu,
aminoácido
que
contém
um
(C 5 H10N2 O3 )
H2 O2 -
peróxido de hidrogênio
Hg -
mercúrio
HMA4 -
proteína transportadora de metais pesados
HNO3 -
ácido nítrico
In situ -
no local
ITR1 -
proteinas transportadoras de ferro
3
m -
metros cúbicos
grupo
amina
Mn -
manganês
Mo -
molibdênio
MTs -
metalotioninas
Ni -
níquel
P.A. -
puro
Pb -
chumbo
PCs -
fitoquelatinas
Sb -
antimônio
Se -
selênio
SERLA -
Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas
Sn -
estanho
t-
toneladas
Ti -
titânio
U-
urânio
V-
vanádio
W-
tungstênio
YCF1 -
fator de leveduras
ZIP -
proteinas transportadoras de zinco
Zn -
zinco
Zr -
zircônio
“Tis well, I´le have thee speake out the rest,
soone. Good my Lord, will you see the Players wel bestow'd.
Do ye heare, let them be well us'd: for they are
the Abstracts and breefe Chronicles of the time. After
your death, you were better have a bad Epitaph, then
their ill report while you lived.”
Hamlet.
The tragedie of HAMLET, Prince of Denmarke,
by William Shakespeare.
1. INTRODUÇÃO
A crescente demanda por tecnologias me nos agressivas ao meio ambiente
incentivou o desenvolvimento de técnicas de remediação de solos, águas e
sedimentos contaminados com custos mais baixos do que as técnicas já
estabelecidas e utilizadas.
Neste sentido, o presente estudo visa entender melhor as formas de
fitorremediação águas e sedimentos contaminados com metais pesados (cádmio)
por meio da Ruppia maritima L.. A fitorremediação, também conhecida como
remediação ou biorremediação, é uma técnica de limpeza de solos, águas e
sedimentos contaminados com metais pesados ou compostos orgânicos, que
utiliza uma planta como agente remediador. Para que a fitorremediação possa ser
aplicada à níve l industrial, é necessário estudar os fatores determinantes da
técnica para posterior avaliação de sua eficiência e custo benefício.
Segundo Lora (2002) “O custo da biorremediação encontra-se entre 30 e
50% do custo de sistemas convencionais de remediação química e física. A
aplicação da biotecnologia é mais eficiente quando se deve eliminar pequenas
quantidades de contaminantes tóxicos de grandes volumes de terra e de efluentes
industriais.”
As técnicas de remediação começaram a fazer parte do contexto industrial
a partir do aumento da produção de rejeitos provenientes das diversas etapas
existentes desde a extração até a produção de materiais. Os próprios rejeitos
passaram a ser separados e utilizados como matéria-prima na produção de outros
materiais, como é o caso do cádmio (Cd) proveniente da extração de zinco. A
utilização desses rejeitos, que antes eram descartados como lixo, aumentou a
eficiência econômica do processo e diminuiu a poluição dos rejeitos no meio
ambiente.
18
Entretanto, outros fatores como o descarte indevido de objetos
manufaturados, a explosão demográfica, e o crescimento da demanda por
matéria prima, somado ao avanço nas técnicas extrativas, têm causado um
aumento global na poluição do meio ambiente.
O cádmio (Cd), um metal altamente tóxico, é freqüentemente descartado
de forma inapropriada no ambiente, podendo atingir o solo ou o ar através da
queima de resíduos urbanos e de combustíveis fósseis. A remoção deste metal do
ambiente pode ser realizada por meio de várias técnicas de remediação, como
por exemplo a remediação física, química ou com a utilização das macrófitas
aquáticas (Eckenfelder, 1989; Benvindo et al., 2002).
Dentre as indústrias que mais impactam o meio ambiente estão as dos
setores mineiro e metalúrgico, segundo a Organização dos Estados Americanos
(OEA) (Eckenfelder, 1989; Benvindo et al., 2002). Um exemplo de contaminação
do ambiente por estas fontes é a deposição de rejeitos sólidos no solo provocando
muitos impactos ambientais. Essa deposição ocorre durante o processamento
metalúrgico (Eckenfelder, 1989; Benvindo et al., 2002). Os impactos mais
comuns são: nos efluentes líquidos (contaminação com metais pesados, ânions
tóxicos, sólidos, colóides, resíduos orgânicos) e no ar (a produção de poeira e
ruídos durante a etapa de cominuição e as emanações gasosas (vapor de
mercúrio)) (Benvindo et al., 2002). As principais áreas de atuação para a redução
dos impactos ambientais na lavra são: abatimento de poeiras com spraystensoativos; neutralização; atrição; tratamento do solo/subsolo; recuperaçãoreflorestamento de áreas degradadas; e aglomeração-encapsulamento de sólidos
lixiviáveis.
A idéia de se introduzir no solo a ser tratado algumas plantas que
hiperacumulam metais foi iniciada em 1983, quando observou-se em solos
contaminados o crescimento de plantas que antes da contaminação por metais
pesados não se desenvolviam tão bem naquele local (Chaney, 1983; Chaney et al.,
1997).
19
A planta escolhida para o presente estudo sobre a fitorremediação de
águas e sedimentos contaminados com cádmio foi a Ruppia maritima, que é um
vegetal superior herbáceo, que faz parte de um grupo de plantas aquáticas
denominadas de macrófitas aquáticas. A escolha da espécie a ser estudada foi
feita a partir de algumas características consideradas importantes para a
fitorremediação, como a resistência da planta a sedimentos e águas contaminados
por metais pesados e a possibilidade de adaptação da planta a ambientes adversos
(como alteração no pH, na salinidade, e poucos nutrientes no solo ). Descobertas
recentes reforçam a idéia de se testar um grande número de macrófitas
pertencentes a grupos diferentes, de forma a obtermos um conhecimento mais
significativo da acumulação de metal por estas plantas aquáticas (Esteves, 1988;
Rai et al., 1995; Joly, 1998; Judd et al., 1999; Heywood 2001; Paula et al., 2001).
A Ruppia maritima utilizada para os estudos nos aquários e nos vidros foi
retirada da Lagoa Rodrigo de Freitas que foi escolhida como área de coleta por ser
uma laguna de fácil acesso e por não estar em conformidade com os níveis de Cd
permitidos pela Resolução CONAMA 20. Desde 1880 a Lagoa Rodrigo de Freitas
apresenta problemas de saneamento. O relatório do Barão de Teffé já evidencia va
a necessidade da realização de obras de engenharia para resolverem os problemas
de assoreamento, mau cheiro e poluição da Lagoa (Barão de Teffé, 1880). Neste
local a R. maritima é conhecida popularmente como grama-do-mar, possuindo
grande resistência à poluição e se desenvolve ndo rapidamente, o que dificulta a
navegação na Lagoa e contribui para o assoreamento das regiões marginais (Paula
et al., 2001). Em 1943 a vigilância sanitária teve uma autorização para a retirada
periódica da R. maritima da Lagoa conforme Portaria 248/1943 para minimizar os
problema s causados pela planta. Atualmente esta função vem sendo realizada pela
Comlurb e pelos pescadores da colônia Z-13 contratados pela Fundação
Superintendência Estadual de Rios e Lagoas (SERLA) (Portaria 248,1943).
Apesar dos problemas causados pela biomassa excessiva de R. maritima, a
necessidade de se encontrar plantas com as características necessárias para a
fitorremediação inverteu seu papel de agente poluidor para agente remediador.
20
1.1. Objetivos
O trabalho tem como objetivos desenvolver e caracterizar a
capacidade de hiperacumulação de Cd por parte da R. mar itima, sob
diversas condições, analisando as diferentes formas de adaptação ao
meio , de modo a subsidiar processos de fitorremediação de solos e
águas contaminados com metais pesados.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Metais pesados
2.1.1. Descrição
Os metais podem ser classificados em metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs,
Fr) coluna 1A, metais alcalino-terrosos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) coluna 2A, e os
demais metais, como é o caso do cádmio. Os metais pesados possue m número
atômico maior que 20, podem ser encontrados na forma elementar (sem sofrer
alterações) ou formando compostos (Brady & Humiston, 1986; Feltre, 1988;
Pino, 2005; Webelements, 2005). A presença de metais pesados no solo se
apresenta como um componente natural ou como um resultado da atividade
humana (Garbisu & Itziar, 2001).
2.1.2. Fontes de contaminação por metais pesados
Os metais são despejados nos efluentes líquidos provenientes das
seguintes fontes típicas: limpeza, platinado e decapagem de metais, refinamento
dos fosfatos e da bauxita, geração de cloro; fabricação de baterias, curtimento do
couro, etc (Lora, 2002). Pode-se encontrar também metais pesados poluindo os
efluentes líquidos provenientes da lavra, do beneficiamento e da metalurgia
extrativa/ processamento metalúrgico (Benvindo et al., 2004).
Alguns metais pesados podem causar a morte de peixes, envenenamento
do gado, morte do plâncton, e podem se acumular na carne dos peixes e dos
moluscos. Eles se concentram a medida que avançam na cadeia alimentar.
22
2.2. Cádmio
2.2.1. Descrição
O cádmio (Cd) foi descoberto por Friedrich Strohmeyer na Alemanha em
1817. Este cientista percebeu que algumas amostras de carbonato de zinco que
continham impurezas mudavam de cor quando aquecidas, enquanto outras
amostras de carbonato de zinco puro permaneciam com a mesma cor. Após
exaustivos estudos para tentar purificar as amostras que mudavam de cor,
Friedrich conseguiu isolar o Cd (Brady & Humiston, 1986; Webelements, 2005).
O cádmio, cujo símbolo é Cd, se apresenta no estado sólido à temperatura
ambiente (25°C), número atômico 48 e massa atômica 112.411g. Este elemento
pertence ao grupo dos metais de coloração cinza prateada metálica e está
disponível em diversas formas incluindo fo lha, grânulo, pelete, pó, bastão, fio,
dentre outras. Ele é um metal macio, altamente tóxico, que pode ser facilmente
cortado com uma faca, sendo em sua maior parte produzido como subproduto da
extração de zinco (Zn), cobre (Cu) e chumbo (Pb) (Brady & Humiston, 1986;
Webelements, 2005).
2.2.2. Fontes de contaminação por cádmio
O isolamento do Cd dos demais metais e a sua utilização minimizou os
problemas ambientais gerados pelas indústrias de produção de zinco, minérios
de fosfato e produção de fertilizantes fosfatados artificiais, que depositavam o
Cd, na forma de resíduos sólidos em bacias de águas residuais (Benvindo et al.,
2004). O Cd pode ser usado para folhear metais (com restrições, por causar
problemas ambientais), em soldas e ligas com coeficientes de fricção baixos e
boa resistência a fadiga, sendo usado além disso em diversos materiais, como:
componente de baterias níquel-cádmio (Ni-Cd), em alguns bastões de controle e
escudos dentro de reatores nucleares. Podendo ser encontrado também em tubos
de TV, em alguns semi-condutores, na composição de pigmento amarelo (CdS) e
para estabilizar PVC (Brady & Humiston, 1986; Webelements, 2005).
23
Um dos principais problemas associados ao Cd é o seu destino final,
pois o mesmo pode atingir o solo ou o ar através da queima de resíduos
urbanos ou da queima de combustíveis fósseis, poluindo assim o meio
ambiente e ocasionando danos ao ecossistema (Pino, 2005). Os problemas
ocasionados pelo Cd não se limitam a área ambiental, provocand o danos
irreparáveis à saúde podendo inclusive ocasionar a morte. A intoxicação
por este metal pesado pode causar problemas específicos dependendo do
tipo de contaminação ocorrida: quando a intoxicação ocorre por meio das
vias aéreas, pela inalação da poeira de Cd, podem ocorrer problemas no
trato respiratório e nos rins, podendo levar a morte; no caso de intoxicação
via oral, quando ocorre a ingestão de uma quantidade significante de Cd,
pode advir envenenamento imediato e danos ao fígado e aos rins; já na
intoxicação por contato podem ocorrer alterações genéticas (Brady &
Humiston, 1986; Webelements, 2005).
2.2.4. Produção global de cádmio
O aumento da produção global de Cd está intrinsicamente
relacionado à atividade humana. Esta produção de Cd tem aumentado ao
longo dos últimos anos, devido ao implemento de novos materiais que
utilizam Cd na sua composição. Um exemplo desse aumento pode ser visto
na Tabela 1 que mostra o aumento da produção global do Cd ao longo de
15 anos (Mulligan et al. , 2001).
Tabela 1 - Produção global de cádmio em toneladas por ano
Ano
1975
1980
1985
1990
Produção
15.200
18.200
19.100
20.200
24
2.2.5. Disponibilidade do cádmio no meio ambiente
Para se conter e retirar o Cd do meio ambiente, afim de se evitar a
intoxicação por este metal muitas técnicas de remediação têm sido
utilizadas. Para se garantir uma maior eficiência na retirada do Cd, algumas
características deste metal devem ser levadas em consideração, como a
mobilidade do mesmo no meio e a sua capacidade de solubilização. Estas
características são definidas principalmente pelo pH que possibilita uma
maior mobilidade do Cd (quando se encontra entre 4.5 e 5.5) e a formação
de complexos insolúveis por parte dos metais (que irá definir quanto do
metal está disponível no meio) (Brady & Humiston, 1986; Mulligan et al.,
2001; Webelements, 2005). A solubilidade do Cd em relação ao pH pode
CdOH+
Fração das espécies
ser observada no diagrama de especiação na Figura 1 (Scorzelli, 1999).
Cd(OH)3 -
Cd2+
Cd(OH)2
Cd(OH)4 2pH
Figura 1 - Diagrama de especiação do cádmio
25
2.3.Métodos de remoção de metais pesados
A remoção de metais pesados do solo é realizada por meio de várias
técnicas, na maioria das vezes utilizadas em conjunto. Algumas dessas
técnicas
já
são
conhecidas
e
utilizadas
mundialmente
para
a
descontaminação de efluentes líquidos (Eckenfelder, 1989 ; EPA, 1997;
Benvindo et al., 2004; Boulding, 2004). Um dos fatores que influem na
escolha da técnica a ser utilizada é o custo da mesma em relação a sua
eficiência na remoção de despejos. As tecnologias utilizadas atualmente
para a limpeza de solos contaminados com metais custam em média
U$1.000.000 por acre e, somente os EUA, possuem um custo estimado
para a desintoxicação de metais de U$ 300 bilhões com tecnologias
convencionais. (Raskin et al., 1997).
O estudo de novas tecnologias se torna indispensável já que as
técnicas convencionais, na maioria das vezes, possuem um custo
relativamente elevado e agridem o ambiente. Atualmente, a preocupação
de se remediar o meio contaminado sem causar maiores prejuízos ao solo,
abre espaço para novas formas de remediação a curto e longo prazo
(Sawidis et al., 1995; EPA, 1997; Dahmani- Muller & Balabane, 2000;
Nedelkoska & Doran, 2000; Garbisu & Itziar, 2001; Sridhar et al., 2002;
Weis & Weis, 2003; Gardea- Torresdey et al., 2004). A eficiência na
utilização das técnicas de remediação pode variar bastante, dependendo do
contaminante, e do meio, com pode-se observar resumidamente na Tabela
2 (Boulding , 2004).
26
Tabela 2 - Técnicas de descontaminação de efluentes líquidos, eficiência e custo
TÉCNICA
TRATAMENTOS DE EFLUENTES LÍQUIDOS IN SITU ( EPA)
TIPO DE
EFICIÊNCIA
CUSTO
U$
CONTAMINAÇÃO
Lavagem do solo
Extração de
vapor do solo
Extração de
vapor
Biodegradação
Biorremediação
Vitrificação
Compostos
orgânicos
Metais voláteis
Metais não
voláteis
Compostos
orgânicos
Metais voláteis
Metais não
voláteis
Compostos
orgânicos
Metais voláteis
Metais não
voláteis
Compostos
orgânicos
Metais voláteis
Metais não
voláteis
Compostos
orgânicos
Metais voláteis
Metais não
voláteis
Compostos
orgânicos
Metais voláteis
Metais não
voláteis
K
-
K
J
K
50/t solo tratado
M
M
K
Entre 38,25 e
229,5/ m3
? - sistemas estacionários
M - sistemas móveis.
? - sistemas estacionários
M - sistemas móveis
J
Custo baixo*
ý
ý
-
J
J
J
Entre 300 e 650
/t solo tratado
J - Eficiente
K - Eficiente para alguns compostos orgânicos / poderá funcionar
M - Não eficiente
? - Só irá funcionar se os contaminantes forem solúveis
ý - Esta técnica não é utilizada normalmente para degradar inorgânicos ou tratar
meios contaminados com metais pesados.
* - Tecnologia considerada de custo baixo, mas tem que ser levado em conta as
características específicas do sítio. Aproximadamente 10% mais baixo o custo do
que as técnicas de escavação ou bombeamento e tratamento.
m3 – metros cúbicos
t - toneladas
27
A eficiência de cada tecnologia varia muito com relação ao tipo de despejo
envolvido, sendo necessário um estudo minucioso sobre as tecnologias utilizadas
para a retirada de metais e a área a ser descontaminada. Os tipos mais comuns de
despejos que contém metais são: os despejos aquosos, os líquidos orgânicos e as
lamas. O resultado da aplicabilidade das técnicas de remediação em diferentes
tipos de despejos realizado pela Agência de Proteção Ambiental Americana
(EPA) foi sintetizado na Tabela 3 (Boulding, 2004).
Tabela 3 - Técnicas utilizadas na remoção de metais dos diferentes tipos de efluentes
líquidos
TECNOLOGIAS UTILIZADAS NO TRATAMENTO DE DESPEJOS CONTENDO METAIS
Aquosos
Orgânicos
Biorremediação
M
M
In situ
Lama ativada
M
M
Filtração
J
J
Evaporação
J
J
Membrana de
J
M
separação/troca
iônica
Extração/ lavagem
K
M
do solo
Fixação
M
K
Separação de fase
M
J
Evaporação/
M
M
“Dewatering”
Carbono ativado
K
M
Retirada do ar/
M
M
aeração do solo
Destilação
M
J
Precipitação
J
J
Neutralização
J
J
Oxidação molhada
M
M
Pirólise
M
K
Incineração
K
K
“Dewatering” = remoção de água de um material sólido.
J - Aplicável
K - Potencialmente aplicável
M - Não aplicável
Lamas/ solos com
metais
M
M
M
K
M
J
J
M
J
K
M
M
K
K
M
K
K
Algumas tecnologias utilizadas largamente para a descontaminação de
compostos orgânicos do solo, como por exemplo a extração de vapor, não são
eficientes na retirada de metais. Assim sendo, as técnicas anteriormente descritas
serão as que possuem alguma eficiência na remoção de metais.
28
2.3.1. Sistemas de tratamento dos despejos industriais
As indústrias realizam, na maioria das vezes, o tratamento de seus despejos,
antes dos mesmos serem lançados nos corpos d’água. Algumas dessas técnicas
também podem ser utilizadas diretamente no local para despoluir o meio
ambiente. Um exemplo diretamente ligado a este tipo de tratamento é o que
ocorre nos setores mineiro e metalúrgico (Eckenfelder, 1989; Lora, 2002;
Benvindo et al., 2004). Existem várias formas de tratamento, sendo que as mais
comuns são: a separação em bacias de decantação, e a equalização que consiste
em misturar o sedimento com a água da bacia, com um misturador (processo
mecânico) (Eckenfelder, 1989; Benvindo et al., 2004). Os processos de
tratamento são definidos de acordo com os subprodutos produzidos nas águas de
rejeito. Algumas técnicas já estabelecidas têm sido utilizadas em conjunto com
novas tecnologias como a biossorção, para se conseguir diminuir o custo
aumentando a remoção dos metais pesados (EPA, 1997; Eckenfelder, 1989;
Benvindo et al., 2004; Boulding, 2004). A biossorção é uma técnica de baixo
custo já que a sua matéria-prima pode ser encontrada em abundância em todo o
planeta. As fontes desses materiais podem ser provenientes de rejeitos da
agricultura e de processos de fermentação de larga escala ou simplesmente estar
disponíveis na natureza (Eckenfelder, 1989; EPA, 1997; Benvindo et al., 2004;
Boulding, 2004).
Os metais pesados não podem ser destruidos biologicamente, mas podem
ser transformados em outros pela oxidação ou por complexos orgânicos. Como
conseqüência dessa transformação estes metais podem ficar menos tóxicos; ou se
tornarem mais solúveis em água (e então serem removidos por lixiviação); ou
menos solúveis em água (para que possam se precipitar mais facilmente e assim
se tornarem menos biodisponíve is); ou ainda serem volatilizados (e removidos
da área poluída) (Garbisu & Itziar, 2001).
A Tabela 4 apresenta algumas técnicas que são utilizadas no tratamento de
águas de rejeitos, provenientes da extração e do beneficiamento de minério,
antes dessas águas serem lançadas no efluente líquido. Esta também mostra uma
breve descrição e cita alguns dos processos utilizados (Benvindo et al., 2004).
29
Tabela 4 - Formas de tratamento de águas de rejeitos antes de serem lançadas nos
corpos d’água
TRATAMENTO
Separação
em bacias de
decantação
Tratamento
físico
PROCESSOS EXISTENTES
Bacia de rejeitos
Separação de material sólido grosso
através de peneiras
Classificação
Separação do rejeito levando em
conta a velocidade que os grãos
atravessam um meio fluido
Remoção das partículas sólidas
presentes em uma corrente líquida
que se dá pela ação do campo
gravitacional
Espessamento por
sedimentação gravítica ou
centrífuga
Secagem térmica
Extração por solvente
Separação do rejeito sólido do meio
líquido através de um filtro
Evaporação ou congelamento
Extração com agentes quelantes em
meios apolares
Eletrocinética/eletroosmose e
eletrólise redutiva
Cristalização
Eletroquímica aplicada na remoção
de elementos poluentes
Saturação induzida de soluções
Separação magnética
Remoção de poluentes por meio da
utilização de partículas magnéticas
adsorventes
Separação por precipitaçãosedimentação
Degradação microbiológica de
poluentes
Floculação hidrofóbica
Biorremediação
Oxidação por fotólise e/ou
aeração
Processo de
sorção
Reservatório onde o rejeito
permanece por um tempo para que
ocorra a decantação dos sólidos
suspensos
Peneiramento
Desaguamento por filtração a
vácuo e com pressão
Tratamento
físicoquímico
D ESCRIÇÃO
Adsorção
Absorção
Destruição de complexos
cianetados
Carvão ativado
Materiais alternativos
Biossorção de íons
Eletroflotação
Flotação
Flotação por ar disperso
(induzido)
Flotação por ar dissolvido,
FAD
Flotação “Nozzle”
Flotação em coluna
Ciclone de Miller ou ciclone
aerado, ASH
Flotação centrífuga
Flotação a jato
Método no qual se produz bolhas de
ar que carream o rejeito para fora do
local de tratamento
30
As técnicas citadas na Tabela 4 são descritas a seguir mais
detalhadamente.
Ø Separação em bacias de decantação – outras técnicas podem
ser utilizadas na bacia de decantação, como a neutralização
que precipita metais pesados e neutraliza o efluente. No caso
de efluentes ácidos adiciona- se cal, dolomita, soda cáustica,
amônia ou cinzas, e em efluentes básicos adiciona- se ácido
sulfúrico (Benvindo et al., 2004).
Ø Tratamento físico – as tecnologias utilizadas nesse tratamento
visam a separação sólido/líquido e sólido/sólido/líquido. A
separação se realiza em classificadores gravíticos (espirais,
ciclones) ou centrífugos (Benvindo et al., 2004).
Ø Tratamento físico- químico
– algumas destas tecnologias
possuem altos custos, como é o caso da extração por solvente
que é uma técnica já bem estabelecida.
Na floculação hidrofóbica ocorre a remoção de surfactantes
iônicos mediante a interação entre estes reagentes e polímeros
de baixo peso molecular (Benvindo et al., 2004).
Ø Processo de sorção – a sorção pode ser dividida em adsorção e
absorção, descritos a seguir. É uma técnica bastante utilizada
na remoção de metais pesados (Benvindo et al., 2004).
♦
Adsorção – o material se prende a superfície da
substância adsorvente. Esse fenômeno pode se dar devido
à forças hidrofóbicas, atração elétrica entre o soluto e o
adsorvente, forças de van der Waals ou simplesmente
como produto de uma reação química entre o soluto e o
sorvente.
31
O adsorvente comumente utilizado é o carvão ativado,
que se refere a qualquer forma de carbono amorfa
previamente tratada, como por exemplo: madeira, casca de
coco, resíduos de petróleo, carvão mineral e vegetal. Outros
materiais também podem ser utilizados como sorventes. É o
caso de particulados minerais, microorganismos, tecidos
vegetais, materiais industriais e rejeitos (Benvindo et al.,
2004). Esses materiais, assim como o carvão ativado,
devem ser preparados adequadamente antes de serem
utilizados. Estudos realizados
sobre a remoção de íons
metálicos por materiais alternativos mostram a capacidade
de adsorção desses materiais e os metais que eles
adsorvem, descritos na Tabela 5 (Benvindo et al., 2004).
Tabela 5 - Capacidade de remoção de metais pelo carvão ativado e outros materiais
(Benvindo, 2004)
Substância Adsorvente
Metais removidos
6+
Carvão ativado
elevado potencial de adsorção Au, Sb, As, Bi, Cr
e Sn
Carvão ativado
bom potencial de adsorção Ag, Hg, Co e Zr
Carvão ativado
médio potencial de adsorção Pb, Ni, Ti, V e Fe
Carvão ativado
baixo potencial de adsorção Cu, Cd, Zn, Mo, Mn e W
Bactérias
Zn, Cu, Ni, Cd e Pb
Algas
Ag, Pb, Zn, Cd e Hg
Macrófitas aquáticas
Cr, Cu, Pb, Co, Zn, Ni e Cd
Subprodutos industriais
de origem biológica
Cu, Pb, Zn e Hg
Minerais naturais
Cu, Fe, Zn, Pb, Cd, Cr e Ni
Subprodutos industriais
de origem mineral
Fe, Cu, Zn, Ni e Cr
* Os nomes dos elementos químicos citados na Tabela 5, se encontram na lista
de símbolos.
32
Para se obter uma maior eficiência na sorção é necessário
que se faça um tratamento alcalino dos subprodutos de
beneficiamento do carvão, propiciando a complexação e
precipitação superficial dos íons metálicos levando assim a
ionização e exposição dos sítios superficiais (Benvindo et al.,
2004).
♦
Processo de biossorção de íons – nos processos de
biossorção
os
biosorventes
envolvidos
podem
ser:
microorganismos (bactérias, microalgas e fungos); vegetais
macroscópicos (algas, gramíneas, plantas aquáticas) e partes ou
tecidos específicos de vegetais (casca, bagaço, semente)
(Benvindo et al., 2004).
A absorção do material pode ocorrer de diversas formas,
dentre elas: (Benvindo et al., 2004)
a) Via complexação (formação de um complexo a
partir da associação de duas espécies);
b) Coordenação (ligação de um átomo central de um
complexo
com
outros
átomos
por
ligação
covalente);
c) Quelação (complexos formados por um composto
orgânico unido ao metal por pelo menos dois
sítios);
d) Troca iônica (intercâmbio de íons formando
espécies moleculares);
e) Adsorção (sorção através da superfície do tecido
orgânico);
33
f) Precipitação inorgânica (alteração no meio aquoso
levando a uma precipitação do despejo).
O custo da biossorção irá depender dos procedimentos de
preparação do material sorvente. Nas últimas duas décadas
estudos com biosorventes têm sido desenvolvidos para se
estimar a capacidade de sorção de metais pelos diferentes grupos
de biomassa, exemplificados na Tabela 6 (Benvindo et al.,
2004).
Tabela 6 - Exemplos de bioacumulação de metais
Biossorvente
Metal
RM/mg/g
Referências
Bactéria
Cu
9
Brierley et al., 1987
Bacillus subtilis
U
85
Nakajima, 1986
Levedura : Saccharomyces
cerevisial
Cd
9
Norris & Kelly, 1977
U
140
Fungo: Rhizopus arrhizus
Pb
165
Au
100
Microalga
Cd
220
Brierley et al., 1987
Chlorella vulgaris
Au
500
Darnall et al., 1986
Macroalga
Cu
23
Costa et al., 1995
Sargassum natans
Cu
41
Volesky, 1990;
Kratochvil & Volesky,
1998
Macrófitas aquáticas
Sd
Sd
Schneider et al., 1995
Eichhornia crassipes
Cu
30
Schneider et al., 1994
Potamogeton lucens
Cu
50
Cu, As,
Hg, Zn
20-40
40-60
Subprodutos agrícolas,
cascas de árvores e
serragem
RM – Remoção do metal, mg/g
Sd – sem dados
* U - urânio
Tsezos & Volesky,
1981
Gaballah et al., 1993,
1995, 1996
34
Todos os grupos de biossorventes precisam ser
estudados mais detalhadamente. Um exemplo de um grupo
grande com características diferentes é o das macrófitas
aquáticas. Elas podem remediar quantidades de metais
maiores ou menores, dependendo simplesmente de uma
característica.
Por
exemplo:
normalmente
macrófitas
aquáticas emersas acumulam menos metais que as macrófitas
aquáticas submersas (Cardwell et al., 2002).
Segundo Benvindo et al. (2004)
“Em relação ao
tratamento de efluentes líquidos, o processo convencional de
precipitação-sedimentação não é eficiente para atender os
padrões de emissão da legislação e novos processos
tecnológicos são necessários no setor. Os processos de
sorção
e
flotação
não
convencionais
surgem
como
alternativas de grande potencial no setor.”
Ø Flotação – separação por hidrofobicidade. Existem várias
técnicas de flotação. As utilizadas no tratamento de efluentes
mineiros e metalúrgicos possuem dentre outros objetivos a
remoção
e
recuperação
de
íons,
complexos,
quelatos,
macromoléculas e tensoativos (Benvindo et al., 2004).
Ø Separação pirometalúrgica – ex situ (fora do local), processo que
usa fornos a elevadas temperaturas (200-700°C) para volatilizar
metais em solos contaminados. Após o processo o metal é
recuperado e imobilizado. No caso do Cd o processo pode
requerer um pré-tratamento com agentes redutores para ajudar
na fundição promovendo uma queima uniforme. Esta é uma
técnica recomendada para solos altamente contaminados com
metais, para que a recuperação seja eficaz (Mulligan et al.,
2001).
35
Ø Lavagem do solo – ex situ, é uma técnica que remove metais
pesados do solo usando vários agentes adicionados ao solo. As
substâncias utilizadas são: ácidos inorgânicos (ác. sulfúrico e
ác. hidroclorídrico pH<2); ácidos orgânicos (ác. acético e ác.
cítrico, o pH não pode ser menor que 4); agentes quelantes
(EDTA
–
ác.
etilenodiaminotetra-acético,
e
NTA
–
nitrilotriacetato). Os agentes adicionados diferem para cada
tipo de solo (Mulligan et al., 2001)
Existem ainda outras formas de tratamento realizadas diretamente no
efluente (in situ). Alguns dos tratamentos acima citados também podem ser
utilizados in situ, como é o caso da biossorção e da adsorção, mas por não
ser uma área controlada, o tratamento in situ pode vir a ocasionar mudanças
nas formas de sorção que poderão alterar a eficiência e o custo da remoção
(EPA, 1997; Boulding, 2004).
2.3.2. Tratamentos de águas, sedimentos e solos contaminados
in situ
As formas de tratamento in situ possuem a vantagem de tratar o
ambiente no local da contaminação sem ser necessário a sua retirada como
acontece nos tratamentos ex situ (EPA, 1997; Boulding, 2004). Alguns
processos
usados
nos
tratamentos
de
solos,
águas
e
sedimentos
contaminados com metais pesados foram compilados na Tabela 7 e
descritos posteriormente (EPA, 1997; Mulligan et al., 2001).
36
Tabela 7 - Formas de tratamento de efluentes líquidos in situ
TRATAMENTO
D ESCRIÇÃO
EFICIÊNCIA COM METAIS
CUSTO
US$/t
Contenção &
isolamento
Barreiras físicas
Boa em áreas não muito
extensas
Solidificação/
estabilização
Boa para áreas pequenas.
Possui melhor eficiência se
tratada ex situ
60-290
Vitrificação
Boa em rejeitos misturados, e
se aplicada a grandes
extensões com pouca
profundidade
400-870
10-90
Tratamento
químico
Promove oxidação,
neutralização ou
redução do metal
Eficiência maior quando
usado em pré-tratamentos.
Varia de
acordo com as
substâncias
utilizadas
Muros de
tratamento
permeáveis
Material do muro
reage com o met al
Materiais do muro ainda em
estudo
60-245
Eletrocinética
Passagem de um
gradiente elétrico
pelo solo a ser
descontaminado
Método promissor para
contaminação moderada em
argilas em áreas profundas
Não
estabelecido
Jateamento
de água no
solo
Jateamento
(realizado com ou
sem aditivos para
solubilizar os
contaminantes)
Mais efetiva para solos
homogêneos, permeáveis, de
areia e silte.
100-200
Ø Contenção e isolamento – é uma técnica muito utilizada para a
descontaminação de sedimentos contaminados com metais
pesados.
O seu custo vai depender da presença de escombros, excesso de
mistura, profundidade do contaminante, e homogeneidade do
solo.
Este processo de remediação é bom para ser usado em áreas
contaminadas
com
grandes
extensões
profundidade (Mulligan et al., 2001).
e
com
pouca
37
a) Barreiras físicas – são feitos muros de aço, cimento e/ou
betonita para cobrir vertical ou horizontalmente o local,
reduzir a infiltração de água e impedir o deslocamento do
metal. O método mais comum e menos caro é conhecido
como “slurry wall” (Mulligan et al., 2001)
b) Solidificação/estabilização – é uma técnica muito
comum nos EUA. É mais comumente usada em
descontaminação ex situ, pois necessita utilizar outros
processos,
aumentando
assim
o
custo
da
descontaminação em áreas muito grandes. Normalmente,
a área afetada é escavada e retirada para ser tratada em
tanques. Porém, pode ser realizado o tratamento in situ.
A
solidificação
é
o
encapsulamento
físico
do
contaminante em uma matriz sólida, enquanto que a
estabilização inc lui reações químicas para reduzir a
mobilidade do contaminante.
Plantas pequenas podem tratar acima de 100 toneladas
por dia de solo contaminado, enquanto que plantas
grandes podem estabilizar entre 500-1000 toneladas por
dia de solo contaminado. No Reino Unido esse processo
in situ é chamado de “Colmix” (Mulligan et al., 2001).
c) Vitrificação – é um processo que requer energia térmica.
O método consiste em se inserir eletrodos no solo, sendo
que este deve conduzir uma corrente e então se solidificar
enquanto esfria. Este processo pode produzir gases
tóxicos. Solos ricos em argila e escombros podem afetar
a eficiência do processo, sendo este mais utilizado em
solos contaminados que atingem grandes extensões com
pouca profundidade. É um método muito caro, aplicado
em rejeitos misturados (Mulligan et al., 2001).
38
Ø Tratamento químico – in situ, algumas vezes são utilizados como
pré-tratamento para outras técnicas. O método consiste em se reduzir
ou oxidar os contaminantes metálicos para diminuir a toxicidade ou
a mobilidade desses metais. É um método comumente usado para
tratar águas com rejeitos metálicos. Nas reações de oxidação pode-se
usar: permanganato de potássio, peróxido de hidrogênio, gás
hipocloreto ou cloreto. Reações de neutralização são usadas para
ajustar o pH. Reações de redução podem ser usadas com a adição de:
metais alcalinos (sódio, dióxido de enxofre, sais de enxofre, e sulfato
ferroso). Esse tratamento é feito in situ pela injeção da substância
redutora ou oxidante na área a ser descontaminada. Essas reações
podem aumentar a toxicidade de outros metais que estejam no meio
e a sua mobilidade também pode ser alterada (Mulligan et al., 2001).
Ø Muros de tratamento permeáveis – in situ, consiste na construção de
um muro que reduz a mobilidade de metais em solos e águas
contaminados, o material do muro reage com o metal precipitando o
mesmo. Vários materiais que podem reagir com o metal têm sido
estudados, como por exemplo , um muro construído de pedra calcária
que reage com o chumbo precipitando-o (Mulligan et al., 2001).
Ø Eletrocinética – in situ ou ex situ, o método consiste em se passar
uma corrente elétrica de baixa intensidade entre um catodo e um
anodo introduzidos no solo a ser descontaminado. O gradiente
elétrico inicia um movimento por eletromigração (movimento de
carga química), eletro-osmose (movimento do fluído), eletroforese
(movimento pela carga da partícula), eletrólise (reação química
combinada a um campo elétrico). Uma solução padrão é usada para
manter o pH dos eletrodos. Rochas, grandes objetos metálicos,
fundações e outros obstáculos podem interferir no processo. Este
processo é efetivo em solos de argila com baixa permeabilidade. Na
Europa esta tecnologia é utilizada para Cd, Zn, Cu, Pb, Ar, Cr, e Ni.
Este é um método promissor para limpar áreas profundas
moderadamente contaminadas com argilas (Mulligan et al., 2001).
39
Ø Jateamento de água no solo – o jateamento pode ser realizado com
ou sem aditivos para solubilizar os contaminantes do solo. Os
aditivos utilizados tem que ser mais estudados, como no caso do
ácido
etileno-diaminotetra-acético
(EDTA).
Solos
com
alta
permeabilidade resultam em melhores resultados. Esta técnica de
remediação é mais efetiva para solos homogêneos, permeáveis, de
areia e silte (Mulligan et al., 2001).
Ø Dragage m – é uma técnica utilizada para a abertura e manutenção de
canais e portos e para o saneamento de corpos de água
contaminados. Muito utilizada na Lagoa Rodrigo de Freitas para
limpeza e desassoreamento do canal do Jardim de Alah (SERLA,
2005).
As dragagens podem ser de águas costeiras ou águas interiores. A
descrição será relacionada às águas interiores por serem enfocadas
no presente trabalho. As dragagens de águas interiores podem
ocorrer para manutenção (servem para desassorear canais e
aumentar a lâmina de água de corpos hídricos que são
constantemente assoreados) ou para controle ambiental (servem
para remover material contaminado, recuperando assim o meio
ambiente) (Semads, 2002). Antes de ser dragada, a área precisa
passar por estudos bióticos, geomorfológicos, de contaminação,
dentre outros. As amostras para estudo deverão ser coletadas em no
mínimo 3 estações (volume dragado de até 25000 m3 ), aumentando
de acordo com o volume a ser dragado, conforme estabelecido na
London Convention (1972).
A dragagem pode gerar impactos ambientais tais como: alterações
morfológicas dos corpos d’água, danos à comunidade bentônica,
aumento da turbidez na massa d’água e contaminação do lençol
freático por disposição de material dragado de forma inadequada
(Semads, 2002).
40
2.3.3.Projetos de tratamento das Lagoas do Estado do Rio de Janeiro
No Estado do Rio de Janeiro o órgão responsável pela gestão dos recursos
hídricos é a Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas (SERLA), que
possui vários projetos de tratame nto de lagoas e rios. Visando uma melhora na
gestão destes recursos hídricos, a SERLA criou vários conselhos e comitês para
tratar dos problemas referentes a cada sistema estuarino, criando em 24 de maio
de 2004 através do decreto 35.487, um “Conselho Consultivo de Gestão da Bacia
Hidrográfica da Lagoa Rodrigo de Freitas”, que trata especificamente dos
problemas relacionados à Lagoa Rodrigo de Freitas. Este conselho é formado por
representantes de órgãos governamentais, não governamentais e por qualquer
cidadão que queira contribuir com a melhoria da Lagoa (SERLA,2005).
A SERLA possui vários projetos ligados ao tratamento dos sistemas
estuarinos. Alguns deles são permanentes, como por exemplo a dragagem e o
desassoreamento da Lagoa Rodrigo de Freitas, e outros são projetos em
andamento como o Projeto Lagoamar e o Projeto Ecobarreira, descritos a seguir:
a)
Projeto Lagoamar – visa a revitalização do complexo lagunar de
Jacarepaguá com a reativação da antiga ligação da lagoa com o mar (através
do Canal de Sernambetiba, na Praia da Macumba, Recreio dos
Bandeirantes) e com a dragagem da entrada do canal, que se encontra
totalmente assoreada. No canal será construído um molhe (enrocamento de
pedras) para captação das águas. Também serão desassoreados todos os
canais e rios que interligam o Sistema Lagunar de Jacarepaguá ao Canal de
Sernambetiba, como o Canal das Taxas, o Rio Marinho, o Canal do Cortado
e o Canal do Portelo (SERLA, 2005).
b)
Projeto Ecobarreira – controle do lixo flutuante lançado nos
corpos hídricos. Redes coletoras são colocadas em pontos importantes de
rios e lagoas e o material recolhido é reciclado em cooperativas (SERLA,
2005).
41
2.3.4.Fitorremediação de metais pesados por macrófitas aquáticas
A fitorremediação é considerada uma forma de limpeza dos solos,
águas e sedimentos efetiva e de baixo custo para áreas moderadamente
contaminadas (Weis & Weis, 2003).
A inspiração para o desenvolvimento da fitoextração veio da
descoberta de uma variedade de plantas selvagens end êmicas em solos
mineralizados, com concentrações altas de metais nas suas folhagens (Raskin
et al., 1997). As plantas acumuladoras de metais são naturalmente capazes de
acumular Ni, Zn, Cd , As, ou Se em seus tecidos sem desenvolver qualquer
sintoma de toxicidade. A concentração desses elementos na biomassa seca da
folha, pode normalmente ser até 100 vezes maior do que as concentrações no
solo (Krämer, 2005).
Acredita- se que a captura de Cd, dentre outros metais, pela planta pode
ser facilitada por microorganismos encontrados na rizosfera, ou por
substâncias secretadas pela própria planta (Raskin et al.,1997; Meagher,
2000). Alguns processos biológicos importantes para a captura do Cd são:
absorção intracelular, deposição vacuolar e translocação para as raízes.
Alguns estudos mostram que plantas estressadas translocam parte do metal
acumulado nas raízes para o resto da planta, como é o caso da alfafa, que
translocou 26% do metal da raiz para os brotos (Raskin et al.,1997; PeraltaVidea et al., 2004).
2.3.4.1. Formas de complexação e transporte do cádmio através
da planta
Existem complexos que podem ser formados com o Cd fazendo com
que o mesmo não se torne tóxico para a planta. O transporte de metais é
explicado a partir do sistema fisiológico molecular da planta. Alguns tipos de
transportes estudados são os realizados por proteínas transportadoras; por
enzimas; e por complexação de metais. Estes serão descritos a seguir
(Meagher, 2000):
42
♦
Proteinas transportadoras de zinco (ZIP) - elas capturam Zn e
Fe e metais tóxicos (Cd) carregando-os através da membrana
plasmática dentro das raízes e/ou através da membrana tonoplástica,
dentro dos vacúolos. São inibidas por Mn, Co, Cd e/ou Cu o que
indica que elas podem transportar esses metais bem como os
nutrientes.
♦
Proteinas transportadoras de ferro (ITR1) - elas podem ser
ativadas de várias formas diferentes e eficientemente transportar Cd e
Zn.
♦
Transporte via bomba GCP (bomba de glutationa conjugada
ao S) – pode ocorrer de duas formas. Na primeira as fitoquelatinas
(que são peptídeos sintetizados não ribosomais com a estrutura (γ- GluCys)n X, no caso específico n = 3 e X= Gly) formam complexos
tetrahédricos com metais, como o Cd, aumentando a sua tolerância.
Essas estruturas podem ajudar no transporte e na captura desses metais
nos vacúolos, via a bomba GCP. Na segunda forma, os metais tóxicos
podem ser complexados com glutationas e então bombeados pela GCP
dentro dos vacúolos ou fora das raízes.
♦
A expressão da enzima ArsC – esta enzima reduz o arsenato para
arsenito em plantas (Arabidopsis thaliana), também aumenta a
tolerância e a acumulação de Cd (Krämer, 2005).
♦
A super expressão do fator YCF1 de leveduras - na
Arabidopsis thaliana é capaz de transportar o complexo contendo Cd
para dentro dos vacúolos de leveduras e células de plantas (Krämer,
2005).
♦
A super expressão da proteína transportadora de metais
pesados HMA4 - na Arabidopsis thaliana torna a planta mais
tolerante ao Cd que as plantas selvagens , mas acumula menos Cd nas
suas folhas (Krämer, 2005).
43
As metalotioninas (MTs) e as fitoquelatinas (PCs) formam complexos
com os íons metálicos tóxicos e possuem o mais notável mecanismo de
sequestro de metais, podendo proteger as plantas dos efeitos tóxicos dos
metais e ajudar na sua acumulação (Meagher, 2000).
Plantas tratadas com Cd capturaram significativamente mais Ca, K,
Mg e P que o controle sem Cd e do que as plantas tratadas com Cu ou Zn. A
solubilidade e o transporte de alguns metais para as raízes aumenta em
solos acidificados (Meagher, 2000; Peralta- Videa et al., 2004).
Em locais com deficiência de nutrientes metálicos as plantas podem
secretar ácidos quelantes metálicos (como o mugênico e o avênico) que
aumentam a biodisponibilidade dos metais que estão ligados firmemente ao
solo, carregando-os para dentro das plantas. Quelantes sintéticos podem
reproduzir esses efeitos. Esses ácidos orgânicos podem ter a sua secreção
aumentada por meio de mutações genéticas. Algumas mutações genéticas
aumentam o transporte de metais tóxicos para a planta, como por exemplo,
na Arabidopsis thaliana
um erro no gen responsável pela produção do
FRO2 (redutase quelato férrica), aumenta a atividade do ZIP (Meagher,
2000).
2.3.4.2. Exemplos d e remediação de cádmio por plantas
aquáticas e plantas de solo
As plantas descritas a seguir foram estudadas por outros autores e
serão utilizadas para comparar a quantidade de Cd absorvido pela R.
maritima em relação à quantidade de Cd absorvido pelas outras plantas.
44
2.3.4.2.1. Plantas de solo
A Brassica juncea, conhecida como mostarda da India, é uma planta
herbácea, perene, da família Crucíferae, sendo uma boa acumuladora de Cd.
Estudos mostraram a acumulação de Cd em diversos órgãos da planta, ligado a
diferentes elementos (Raskin et al., 1997).
1. Raiz – o Cd se apresenta como um complexo de CdS4 .
2. Xilema – o Cd aparece predominantemente ligado ao
oxigênio ou ao nitrogênio
3. Folhas – Cd se acumula preferencialmente nas
tricomas (responsáveis pelo crescimento de pêlos em
vegetais).
Medicago sativa - conhecida como alfafa, pertence a familia Leguminosae.
Foram realizados estudos que mostram a importância de se contaminar a planta
em várias fases do seu crescimento, já que em algumas espécies como no caso da
alfafa , a intoxicação de Cd na planta nos dias 4, 8 e 12 são letais. Vindo a planta
a apresentar tolerância ao Cd 20 dias após a sua germinação. Nesse caso o sal de
Cd usado foi o Cd(NO3 )2 .4H2 O e as plantas tratadas com Cd acumularam 4650
mg de Cd/kg de raiz seca e 1200 mg de Cd/kg de broto seco (Peralta-Videa et al.,
2004).
Armeria maritima – são plantas superiores, espécie herbácea perene, com
ervas que nascem em tufos e pertence a família Plumbaginaceae. Esta espécie
teve um acúmulo de Cd maior nas raízes, 49 mg de Cd/kg de raiz, seguida do
caule < 20mg de Cd/kg de caule, e o local que menos acumulou Cd foram as
folhas < 10mg de Cd/kg de folha. Foram realizadas escavações do solo em três
profundidades: 0-5 cm , 5-10 cm e 10-20 cm, sendo os primeiros cinco cm de solo
os mais contaminados. O solo foi coletado em três áreas contaminadas com Cd na
França, com concentração média das profundidades de 83mg de Cd/kg de solo na
área um; 56 mg de Cd/kg de solo na área dois e de 37 mg de Cd/kg de solo na
área três (Dahmani-Muller & Balabane, 2000).
45
Cardaminopsis halleri – é da família Brassicaceae. Esta espécia teve
um acúmulo de Cd maior nas folhas 281mg de Cd/kg de folha, seguido da
raiz com um acúmulo de Cd aproximado de 90 mg de Cd/kg de raiz, e o
local que menos acumulou Cd foi o caule acumulando aproximadamente 40
mg de Cd/kg de caule. Foram realizadas escavações do solo em três
profundidades: 0-5 cm, 5- 10 cm e 10-20 cm, sendo os primeiros cinco cm
de solo
os mais contaminados. O solo foi coletado em três áreas
contaminadas
com
Cd
na
França
com
concentração
média
das
profundidades de 83mg de Cd/kg de solo na área um; 56 mg de Cd/kg de
solo na área dois e de 37 mg de Cd/kg de solo na área três (Dahmani- Muller
& Balabane, 2000).
Agrostis tenuis – é da família das Poaceae. Esta espécie teve um
acúmulo de Cd maior nas raízes 37 mg de Cd/kg de raiz, com um acúmulo
no caule e nas folhas menor que 20 mg de Cd/kg de caule e folhas
respectivamente.
Foram
realizadas
escavações
do
solo
em
três
profundidades: 0-5 cm, 5- 10 cm e 10-20 cm, sendo os primeiros cinco cm
de solo os mais contaminados. O solo foi coletado em três áreas
contaminadas
com
Cd
na
França
com
concentração
média
das
profundidades de 83mg de Cd/kg de solo na área um; 56 mg de Cd/kg de
solo na área dois e de 37 mg de Cd/kg de solo na área três (Dahmani- Muller
& Balabane, 2000).
2.3.4.2.2. Plantas aquáticas
Cardwell et al. (2002) estudou 13 espécies de macrófitas aquáticas do
sudeste de Queensland na Austrália, ao longo de seis áreas diferentes.
Dentre as espécies coletadas as mais comuns foram a Typha e a Persicaria,
das quais obteve- se a concentração média de Cd encontrada em cada região
da planta: raiz 25,3 mg de Cd/kg, caule 5 mg de Cd/kg e folha 4,8 mg de
Cd/kg. Na Tabela 8 abaixo, observam-se os resultados da concentração de
Cd nas raízes e folhas das macrófitas que mais absorveram Cd, no estudo
citado.
46
Tabela 8 - Plantas que tiveram as maiores concentrações de Cd nas raízes e folhas
Região da
planta
Área de
coleta
Espécie
Concentração
(mg de Cd/kg)
Raiz
1
Persicaria lapathifolium
34,2 – 52,4
4
Myriophyllum aquaticum
65
5
Nymphoides germinata
36,7 – 38,3
5
Persicaria subsessilis
89 - 233
5
Schoenoplectus validus
47,1 – 67,9
4
Myriophyllum aquaticum
15 – 16,4
5
Nymphoides germinata
19,9 – 25,5
6
Potamogeton javanicus
12 – 13,4
Folha
Arabidopsis thaliana - segundo Ager et al. (2003), o Cd se acumula
preferencialmente na região central da nervura das folhas da espécie intoxicada
com Cd e cultivada por duas semanas, o que vem a confirmar os estudos
realizados por outros autores.
Cymodocea nodosa – segundo Sanchiz et al. (2000) esta macrófita aquática
é uma das encontradas ao longo do Mediterrâneo na costa da Espanha, aonde
foram estabelecidas 17 estações de coleta. A espécie foi encontrada em 11
estações com uma contaminação média do sedimento de 0,000016mg de Cd/kg de
sedimento. A quantidade média encontrada nas raízes foi de 0,00004 mg de Cd/kg
de raiz e nas folhas de 0,00006 mg de Cd/kg de folha.
Eichhornia crassipes – conhecida como jacinto, é uma planta aquática
flutuante, muito boa acumuladora de Cd, chegando a acumular até seis gramas de
Cd por kg de peso seco da planta, quando são adicionados dez miligramas de Cd
por litro de água (Qian et al., 1999). Estudos realizados por Maine et al. (2001)
com duplicatas de cada planta mostraram que quando o jacinto foi intoxicado com
um miligrama de solução aquosa de CdSO4 .8H2 0 por litro de água, ao final de 21
dias a concentração média final de Cd na planta foi de 0,00076mg de Cd/kg de
planta.
47
Hydromistia stolonifera – remediou 0,00083 mg de Cd por kg de planta à
temperaturas baixas (10-15°C), sendo realizadas duplicatas de cada planta. Não é
uma boa planta remediadora de Cd, pois remediou uma quantidade de Cd muito
baixa e apresentou necrose nos tecidos ao longo dos 21 dias de intoxicação. A
concentração da solução aquosa contendo Cd foi de um miligrama de
CdSO4 .8H2 0 por litro de água (Maine et al., 2001).
Lemna minor – conhecida como “duckweed”, é uma planta aquática
flutuante, muito boa acumuladora de Cd, chegando a acumular até 13g de Cd por
kg de peso seco quando são adicionados 10mg de Cd /l de água (Qian et al.,
1999).
Myriophyllum brasiliense – segundo Qian et al. (1999) foi a espécie que
mais acumulou Cd nas raízes. Os estudos foram realizados com seis plantas
aquáticas com três replicatas de cada planta. Foram adicionados um miligrama de
Cd por litro de meio hidropônico e analisados após dez dias. O Cd utilizado foi
CdSO4 •8H2 O e o seu acúmulo nas raízes foi de 1426 mg de Cd por kg de raiz.
Pistia stratiotes – segundo Maine et al. (2001), de todas as espécies
estudadas por ele, foi a que apresentou o melhor desempenho, sendo escolhida
para estudos mais detalhados sobre fitorremediação. Foram feitas duplicatas de
cada planta. A concentração média final de Cd ao longo dos 21 dias de
contaminação com um miligrama de CdSO4 .8H2 0 por litro de água foi de
0,00078mg de Cd/kg de planta.
Polygonum hydropiperoides – é uma ótima remediadora pois teve a
segunda maior concentração de metais para: As, Cd, Cr, Cu, Pb, Mn, Hg, Ni, e
Se. Os estudos foram realizados com seis plantas aquáticas, com três replicatas de
cada planta. Foram adicionados um miligrama de solução aquosa de CdSO4 •8H2O
por litro de meio hidropônico e analisados após dez dias. O acúmulo de Cd nas
raízes foi de 1300 mg de Cd por kg de raiz e nos brotos de 90 mg de Cd por kg de
broto (Qian et al., 1999).
48
Posidonia oceanica - segundo Sanchiz et al. (2000), é uma das macrófitas
que ocorreu ao longo do Mediterrâneo na costa da Espanha, aonde foram
estabelecidas 17 estações de coleta. A espécie foi encontrada em dez estações
com uma contaminação média de Cd no sedimento de 0,000014mg de Cd/kg de
sedimento. A quantidade média de Cd encontrada nas raízes foi de 0,00014 mg de
Cd/kg de raiz e nas folhas foi de 0,0006 mg de Cd/kg de folha. A região de El
Portús (Espanha) foi a que teve os resultados mais significativos de acúmulo de
Cd para a Posidonia oceanica, apresentando 0,0025mg de Cd/kg de planta, a
quantidade de Cd no solo de El Portús foi de 0,00001mg de Cd/kg de solo.
Potamogeton pectinatus - segundo Lewander et al. (1996) estudos no rio
Przemsza, ao sul da Polônia, contaminado com Cd, mostraram a capacidade de
remediação de Cd por parte da planta que acumulou nos brotos 0,00067mg de
Cd/kg de broto e na raiz 0,0021mg de Cd/kg de raiz. Os níveis de contaminação
com Cd no solo do rio Przemsza foram de 0,0154mg de Cd/kg de solo.
Ruppia cirrhosa - segundo Sanchiz et al. (2000), é uma das macrófitas
aquáticas encontradas ao longo do Mediterrâneo na costa da Espanha, aonde
foram estabelecidas 17 estações de coleta. A espécie foi encontrada em três das
estações que tinham uma contaminação média com Cd no sedimento de 0,00003
mg de Cd/kg de sedimento. A quantidade média de Cd encontrada nas raízes foi
de 0,00012 mg de Cd /kg de raiz, nas folhas foi de 0,00009 mg de Cd/kg de folha
e nos brotos foi de 0,00006 mg de Cd /kg de broto.
Salvinia herzogii – a concentração média final ao longo dos 21 dias de
contaminação com um miligrama de CdSO4 .8H2 0 por litro de água foi de 0,0008
mg de Cd/kg de planta. Todos os testes foram realizados em duplicata (Maine et
al., 2001).
Wedelia trilobata – segundo Qian et al. (1999) foi a espécie que mais
acumulou Cd nos brotos. Os estudos foram realizados com seis plantas aquáticas
sendo realizadas três replicatas de cada planta, foram adicionados um miligrama
de CdSO4 .8H2 0 por litro de meio hidropônico e analisados depois de dez dias. O
acúmulo de Cd nos brotos foi de 148 mg de Cd por kg de broto.
49
Zostera noltii - segundo Sanchiz et al. (2000), é uma das macrófitas
encontradas ao longo do Mediterrâneo na costa da Espanha, aonde foram
estabelecidas 17 estações de coleta. A espécie foi encontrada em três estações
com uma contaminação média de Cd no sedimento de 0,00001mg de Cd/kg de
sedimento. A quantidade média de Cd encontrada nas raízes foi de 0,0002 mg de
Cd /kg de raiz e nas folhas de 0,00001 mg de Cd/kg de folha.
2.4. Macrófitas aquáticas
A escolha da planta a ser utilizada na técnica de fitorremediação foi
realizada a partir da capacidade de adaptação da mesma ao meio. O grupo de
plantas que melhor se adapta tanto ao meio aquático quanto ao terrestre é a das
macrófitas aquáticas. Elas foram classificadas dessa forma por poderem
permanecer tanto fora da água quanto dentro da água, habitando desde brejos até
ambientes aquáticos, sendo que uma das primeiras menções ao termo macrófitas
aquáticas foi proposta por Weaner & Clements em 1938. Algumas características
evolutivas de vegetais terrestres que ainda permanecem nas macrófitas são a
presença de cutícula e de estômatos. Estas plantas possuem grande amplitude
ecológica, fazendo parte desta comunidade diversos grupos taxonômicos, dentre
eles as Angiospermas com representantes de 42 famílias de Dicotiledôneas e 30
de Monocotiledôneas; as Briófitas com 17 famílias e as Pteridófitas com 6
famílias (Esteves, 1988; Murphy et al., 2003).
As macrófitas aquáticas são classificadas segundo Esteves (1988) quanto ao
seu biótipo, que é denominado genericamente de grupo ecológico. Estes grupos
podem ser classificados como:
a) Macrófitas aquáticas emersas – plantas enraizadas
no sedimento e com folhas fora d’água. Alguns
exemplos:
Eleocharis.
Typha,
Ponteferia,
Echinodorus,
50
b) Macrófitas aquáticas com folhas flutuantes –
plantas enraizadas no sedimento e com folhas
flutuando
na
superfície
da
água.
Exemplos:
Nymphaea, Vitoria e Nymphoides.
c) Macrófitas aquáticas submersas enraizadas –
plantas enraizadas no sedimento, que crescem
totalmente submersas na água. Podem crescer, via
de regra, até 11 m de profundidade, dependendo da
disponibilidade de luz. A maioria tem seus órgãos
reprodutivos flutuando na superfície ou aéreos.
Exemplos: Myriophyllum, Elodea, Egeria, Hydrilla,
Vallisneria, Mayaca, Ruppia e a maioria das
espécies do gênero Potamogeton.
d) Macrófitas aquáticas submersas livres – são
plantas que têm rizóides pouco desenvolvidos e que
permanecem flutuando submergidas nas águas em
locais de pouca turbulência. Geralmente ficam
presas aos pecíolos e talos das macrófitas aquáticas
de folhas flutuantes e nos caules das macrófitas
emersas. Durante o período reprodutivo emitem
flores
emersas
(exceção
da
Ceratophyllum).
Exemplos: Utricularia e Ceratophyllum.
e) Macrófitas aquáticas flutuantes – são aquelas que
flutuam na superfície da água. Geralmente seu
desenvolvimento
máximo
ocorre
em
locais
protegidos pelo vento. Neste grupo, destacam-se
Eichhornia crassipes, Salvinia, Pistia, Lemna e
Azolla.
Existem algumas adaptações presentes nas macrófitas aquáticas como o
aumento dos tecidos (responsáveis pela captura de gases) e o aumento na
capacidade de transpiração (que podem facilitar a entrada de metais pesados na
planta pelas folhas) (Esteves, 1988).
51
Uma das formas de absorção de metais pelas folhas ocorre com particulas
muito pequenas < 10 µm , que entram na folha através da respiração, pelos
estômatos (Polette et al., 2000; Krämer, 2005).
As angiospermas submersas e macroalgas podem ativar o transporte de
sódio, potássio e íons clorídricos para dentro de canais associados com
plasmalemas invaginados contendo várias mitocôndrias. Eles também podem
ativar a exclusão de sais com mecanismos de transporte de íons que requerem
ATP (molécula de trifosfato de adenosina). Essa permuta de íons permite manter
estável os potenciais de membrana (Esteves, 1988; Murphy et al., 2003). Todos
esses mecanismos e adaptações facilitam a captura de metais pesados pelas
macrófitas, o que as tornam ótimas plantas para fitorremediação.
Uma macrófita aquática bastante utilizada em estudos de fitorremediação é
a Typha, que é uma macrófita emersa mais frequentemente encontrada paralela à
margem. Mas segundo Esteves (1988), dada a rápida complexação de metais à
matéria orgânica e sua posterior precipitação, em forma particulada, é de se
esperar que as macrófitas enraizadas no sedimento sejam mais eficazes na
eliminação de metais do que as flutuantes. Este é um dos motivos que nos levou a
escolher a R. maritima como agente remediador de Cd.
2.5. Taxonomia de Ruppia maritima L.
A taxonomia é de extrema importância, pois é a ciência que trata da
nomenclatura correta de todos os organismos (Heywood, 2001). A espécie
estudada é uma Angiospermae da Classe Monocotyledoneae subordinada a
Ordem Alismatales (Judd et al., 1999). Segundo os autores, a mesma tem sido
considerada como pertencente a Ordens e Famílias diferentes como
Zannichelliaceae (Small, 1933), Zoosteraceae (Fernald, 1950), Najadaceae
(Steyermark, 1963), Potamogetonaceae (Thorne, 1992) e mais recentemente
como Ruppiaceae (Cronquist, 1981; Judd et al., 1999; Haynes, 2000). Neste
trabalho segue-se o conceito de Judd et al. (1999) por ser mais atual e levar em
conta a filogenia do grupo.
52
O Gênero Ruppia consiste de cerca de dez espécies de ampla distribuição.
No Brasil ocorre apenas a espécie Ruppia maritima L. que é cosmopolita e
habita vários ambientes aquáticos sendo tolerante a altas salinidades (Bonis et
al., 1993; Heywood, 2001; Morgan & Holmes, 2004; ).
A R. maritima, denominada popularmente como grama-do- mar, possui
folhas lineares reticuladas, duas flores dispostas em espigas andróginas com dois
estames e quatro carpelos. Seu fruto é drupáceo e longamente pedicelado, suas
sementes possuem testa fina. Suas flores crescem aos pares em um pedúnculo
comum mas são acentuadamente protândricas. Essas flores ficam situadas no
sistema de uma bainha foliar, semelhante a uma espata. Sendo em um primeiro
estágio tipicamente masculinas e extremamente curtas, mal saindo da bainha que
as envolve, os grãos de pólem da antera madura são liberados na água. Depois
que o pólem foi descarregado, a inflorescência funciona como um par de flores
femininas, o pedúnculo se alonga e os carpelos estipitados são levados à
superfície da água, onde os estigmas entram em contato com os grãos de pólem
levados a eles pela correnteza e pelo vento. Depois de fecundados os pedúnculos
se retraem e a formação do futo se dá sob a água, como a sua dirpersão. A R.
maritima possui algumas adaptações que dificultam a sua sobrevivênvia fora da
água, por exemplo a epiderme foi reduzida (Barroso, 1974; Esteves, 1988;
Murphy, 2003).
Segundo diversos autores esta espécie pode sobreviver a solos pobres em
nutrientes (nitrogênio e fósforo), e a grandes variações de salinidade. O problema
de se aumentar muito a salinidade é que a planta diminui a sua capacidade
fotossintética. Esse aumento requer um alto custo energético se o estresse ao qual
a planta foi exposta não for reduzido (Lin & Xun, 2002; Murphy, 2003).
A Ruppia maritima pode remediar solos e águas contaminados através de
suas raízes e folhas, acumulando os metais preferencialmente na folhas. Já outras
plantas, como a mostarda, absorvem metais pesados pela raiz, acumulando esses
metais preferencialmente na raiz, seguida das folhas e do caule respectivamente
(Dahlgren & Clifford, 1987 ; Raskin et al., 1997; Judd et al., 1999; Ager et al.,
2003; Peralta-Videa et al., 2004; Sridhar et al., 2005).
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Organização dos experimentos
1.
Coleta
2.
Herborização
3.
Cultivo da R. maritima em dois aquários
4.
Testes piloto
1º.
Condições ideais de cultivo da planta – a
planta foi cultivada com a adição de CdCl2 ao
longo de 14 dias para se conseguir as condições
ideais de cultivo.
2º.
Diluíção de cloreto de cádmio – teste
realizado para se chegar a diluição
pré-
determinada de 0,1 mg de Cd/L de água, que
levou em conta a quantidade de Cd encontrado
nas águas da Lagoa e o limite máximo
estabelecido pelo CONAMA 20 (que em 2004
era a resolução para águas vigente no Brasil).
5.
Ensaios para o cultivo da R. maritima com a adição de
CdCl2 em laboratório – a planta foi cultivada com a adição
de CdCl2 , durante 14 dias para se saber se ela acumula Cd.
6.
Análise dos dados obtidos – realizada de duas formas:
1º. A partir da observação do desenvolvimento
da planta nos aquários, no 1° teste piloto e nos
ensaios de fitorremediação.
2º. Com o resultado da análise química feita
com a planta, seus órgãos, a água e o sedimento
usados nos ensaios.
54
3.2. Coleta
3.2.1. Localização e caracterização da área de estudo
Dois motivos foram determinantes para a escolha do local de estudo:
♦
A Lagoa Rodrigo de Freitas possui uma grande
quantidade de R. maritima, principalmente nas áreas
mais contaminadas com Cd (Koblitz et al., 2001).
♦
A quantidade mínima de Cd na Lagoa ultrapassa os
limites determinados pela Resolução Brasileira vigente
(CONAMA 20, 1986).
A origem e evolução da Lagoa está associada a vários eventos ligados
a oscilação do nível médio dos oceanos ocorridos durante o Cenozóico. A
formação ocorreu a partir do fechamento de uma enseada pelo cordão
litorâneo (praias do Leblon e Ipanema) (Bertolino & Andreata, 2001). O seu
nome é devido ao último Senhor de Engenho Rodrigo de Freitas de Mello e
Castro em 1660. Antes da colonização huma na era conhecida como
Sacopenopã, que em tupi significa “praia batida pelos socós” (Fazenda,
1927). Ela é uma Lagoa costeira do leste- fluminense localizada na zona sul
da cidade do Rio de Janeiro, nas coordenadas 22º58’09”S e 043º13’03”W
(IBAMA, 1989). Possui forma poligonal irregular com aproximadamente
três quilômetros quadrados de superfície, profundidade média de quatro
metros com aproximadamente sete milhões de metros quadrados de volume
líquido com a contribuição hidrográfica dos rios: Macaco, Rainha e Cabeça,
que se localizam próximos a estação de coleta III (Bertolino & Andreata,
2001). Essa descrição pode ser conferida na Figura 2, que mostra a vista
aérea da Lagoa Rodrigo de Freitas, bem como a localização das estações de
coleta deste estudo.
55
Figura 2 – Vista aérea da Lagoa Rodrigo de Freitas (Feema, 2004)
O regime de águas e o equilíbrio biológico são controlados por dois
sistemas de drenagem: o canal do Jardim de Alah e o canal do Leblon (que
desemboca no oceano junto à Av. Niemeyer). Esses sistemas de dragagem servem
para levar para o mar as águas poluídas das bacias de drenagem (IBAMA, 1989).
A área central da Lagoa é a que apresenta o maior teor de matéria orgânica (6 a
23%) e silte (1 a 13%) (Bertolino & Andreata, 2001).
3.2.2. Estações de amostragem neste estudo
A Lagoa foi dividida em cinco estações de coleta, pré-estabelecidas
anteriormente pela equipe do Dr. José V. Andreata, Professor da Universidade
Santa Úrsula (USU) (Bertolino & Andreata, 1997).
Estações (Figura 2):
I - Próximo ao canal do Jardim de Alah até as proximidades do Clube
Caiçaras.
II - Próximo ao Parque da Catacumba.
III - Próximo ao Clube Piraquê, aonde desembocam as águas do Rio
Macaco e do canal de recirculação.
IV - Região nordeste, próximo ao posto Shell (na av. Epitácio Pessoa,
próximo ao nº4560)
V - Área central da Lagoa.
56
3.2.3. Amostragem
Amostras de R. maritima foram coletadas da Lagoa Rodrigo de Freitas nas
cinco estações com o auxílio da equipe do Prof. Andreata (que possui autorização
para coletar na Lagoa e desenvolve pesquisa na Lagoa à mais de dez anos),
juntamente com as medições dos fatores abióticos, no dia 5 de outubro de 2004.
As amostras de R. maritima foram utilizadas para: a herborização, os aquários e
os testes piloto. No dia 30/05/2005 uma segunda coleta foi realizada com a ajuda
da Comlurb nas estações I, II, III e IV. A água e a R. maritima provenientes desta
coleta foram utilizadas nos testes de contaminação da planta pelo Cd. Ao se
coletar a R. maritima encontrou-se uma flora associada formada por algas do
gênero Enteromorpha e uma fauna associada à planta formada por gastrópodes e
zooplâncton.
3.2.4. Identificação dos fatores abióticos relevantes
Os fatores abióticos relevantes para o estudo da fitorremediação de Cd pela
R. maritima foram os nutrientes, o pH, a salinidade e a temperatura . Pois como já
foi visto na revisão bibliográfica, eles interferem diretamente nas formas de
complexação e transporte do Cd pela planta, na disponibilidade e na mobilidade
do Cd. Os fatores abióticos apresentam uma maior variação ligados ao clima da
região, sendo que essas variações sazonais são observadas principalmente no
verão e no inverno, sendo caracterizados como verão úmido (época das chuvas
com níveis de salinidade baixos) e inverno seco (com maiores níveis de
salinidade). De acordo com as análises da equipe do prof. Andreata verificou-se a
tendência progressiva na diminuição dos valores de salinidade (Freret et al., 2001;
Marca et al., 2001).
As médias dos fatores abióticos da Lagoa de 1991 até 1995 estão na Tabela
9 e foram separadas por estação. A taxa de oxigênio dissolvido (O.D.) oscila
muito, podendo variar de 0,7 mMolL-1 à 10 mMolL-1 (Marca et al., 2001).
57
Tabela 9– Dados abióticos da Lagoa Rodrigo de Freitas
Verão
Inverno
Temperatura
≅ 28ºC
≅ 25ºC
Salinidade
2‰ - 16‰
13‰ - 26‰
pH
≅ 7,8
≅ 7,8
A Feema monitora desde 1970 a qualidade da água na Lagoa Rodrigo de
Freitas. Esse monitoramento é realizado semanalmente e são monitorados alguns
perfis verticais, a coluna d’água e a biota. Dados mais recentes dos fatores
abióticos da Lagoa (oxigênio dissolvido, temperatura, salinidade e transparência)
fornecidos pela Feema (2004) foram utilizados em nosso estudo. Esses dados
foram resumidos na Tabela 10 (Feema, 2004).
Tabela 10 – Relatório anual dos fatores abióticos fornecido pela Feema (2004)
Temperatura
≅ 27ºC
Salinidade
14‰
3.2.5. Limites de cádmio estabelecidos pela Resolução CONAMA 20
A Resolução CONAMA 20 de 1986 estabelece classes nas quais os corpos
d’água devem ser enquadrados. A classificação das águas esta relacionada ao uso
a que se destinam (Brasil, 1986). Por tanto, são estabelecidos limites para alguns
parâmetros de qualidade da água para cada classe, inclusive para os metais
pesados.
Quando um corpo d’água é enquadrado em uma classe, os órgãos
responsáveis pelo mesmo devem estabelecer medidas para que este consiga atingir
os limites determinados para aquela classe. Conforme a Resolução CONAMA 20,
as águas podem ser classificadas de acordo com os seus usos em nove classes. Por
outro lado enquanto não ocorrer o enquadramento, os corpos de águas doces serão
considerados como Classe 2, os de águas salinas como Classe 5 e os de águas
salobras como Classe 7.
58
Os Artigos 18 e 19 da Resolução CONAMA 20 explicam de forma geral o
que não é permitido ser encontrado nas diferentes classes de águas (Brasil, 1986).
Art. 18 - Na classe especial não serão tolerados nenhum tipo de lançamentos
de águas residuárias, domésticas e industriais, lixo e outros resíduos sólidos,
substâncias potencialmente tóxicas, defensivos agrícolas, fertilizantes químicos e
outros poluentes mesmo tratados. Caso sejam utilizadas para o abastecimento
doméstico deverão ser submetidas a uma inspeção sanitária preliminar (Brasil,
1986).
Art. 19 - Nas águas das Classes 1 a 8 serão tolerados lançamentos de
despejos, desde que, além de atenderem ao disposto no Art. 21 desta resolução,
não venham a fazer com que os limites estabelecidos para as respectivas classes
sejam ultrapassados (Brasil, 1986).
A definição detalhada das classes 1 à 8 se encontram na Resolução
CONAMA 20. As quantidades máximas admitidas de Cd nos corpos d’água em
cada classe se encontram na Tabela 11 (Brasil,1986).
Tabela 11 - Limites máximos permitidos por classe para o cádmio Resolução CONAMA
20 (Brasil,1986)
CLASSE
CÁDMIO
(mg de Cd/L)
1
0,001
2
0,01
5
0,005
7
0,005
Até que ocorra um novo enquadramento por parte dos órgãos responsáveis,
a Lagoa está na classe 7.
A resolução brasileira vigente a partir de 17 de março de 2005 que dispõe
sobre a classificação dos corpos de água, as diretrizes ambientais e estabelece
condições padrões de lançamento de efluentes é a Resolução CONAMA 357
(Brasil, 2005).
59
Não ocorreu alteração na classificação das águas brasileiras. Quanto
as classes ocorreram algumas alterações mostrando uma maior tolerância
nos níveis de Cd, essas classes se subdividem de acordo com a
classificação. Os limites máximos admitidos de Cd nos corpos d’água em
cada classe se encontram na Tabela 12 (Brasil, 2005).
Tabela 12 – Limites máximos admitidos de cádmio segundo Resolução CONAMA 357
(Brasil, 2005)
Águas
Classe
Especial
1
Doces
Salinas
Salobras
Cd (mg de Cd/L)
Manter as condições naturais do corpo d’água
0,001
2
3
0,01
4
Limite não estabelecido
Especial
1
0,005
2
0,04
3
Especial
1
0,005
2
0,04
3
A Resolução CONAMA 357 revoga a Resolução CONAMA 20, mas
os limites utilizados neste trabalho foram os estabelecidos pela Resolução
CONAMA 20, pois era a que estava em vigor na época das coletas.
A classificação das águas quanto à salinidade possui limites préestabelecidos pela legislação e descritos na Tabela 13.
60
Tabela 13 – Classificação das águas brasileiras
Águas doces: salinidade igual ou inferior a
0,50‰.
Águas salobras: salinidade igual ou inferior a
0,50‰ e 30‰.
Águas salinas: salinidade igual ou superior a
30‰.
Quanto à classificação das águas brasileiras, as águas da Lagoa Rodrigo de
Freitas são salobras (salinidade entre 0,50‰ e 30‰.) (Brasil,1986).
A quantidade de contaminantes existentes nos corpos d’água não influencia
na quantidade máxima que uma fonte poluidora, qualquer que seja esta fonte,
pode lançar no corpo d’água. Toda fonte poluidora precisa seguir os parâmetros
determinados nos Artigo s 21 e 22 da Resolução CONAMA 20, que determinam
as condições e os limites de lançamento de contaminantes nos corpos d’água.
Art.21 - Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser
lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água desde que obedeçam às
seguintes condições (Brasil, 1986):
a) pH entre 5 a 9;
b) temperatura: inferior a 40°C, sendo que a elevação de temperatura do
corpo receptor não deverá exceder a 3°C;
c) materiais sedimentáveis: até 1ml/litro em teste de 1 hora em cone
Imhoff. Para o lançamento em lagos e lagoas, cuja velocidade de circulação
seja praticamente nula, os materiais sedimentáveis deverão estar
virtualmente ausentes;
d) regime de lançamento com vazão máxima de até 1,5 vezes a vazão
média do período de atividade diária do agente poluidor;
Quanto aos limites de lançamento nos corpos d’água a Resolução
CONAMA 357 acrescenta ao artigo 21 da Resolução CONAMA 20, 3 parágrafos
relativos aos níveis de toxicidade do material a ser lançado. Esses parágrafos são
descritos no artigo 34:
61
§ 1° - O efluente não deverá causar ou possuir potencial para causar
efeitos tóxicos aos organismos aquáticos no corpo receptor, de acordo com
os critérios de toxicidade estabelecidos pelo órgão ambiental competente.
§ 2° - Os critérios de toxicidade previstos no § 1° devem se basear em
resultados de ensaios ecotoxicológicos padronizados, utilizando organismos
aquáticos, e realizados no egluente.
§ 3° - Nos corpos de água em que as condições e padrões de qualidade
previstos nesta Resolução não incluam restrições de toxicidade a
organismos aquáticos, não se aplicam os parágrafos anteriores.
O valor máximo de Cd permitido para lançamento nos efluentes,
encontra- se na Tabela 14.
Tabela 14 - V alor máximo admissível de cádmio lançado no efluente (Brasil,1986)
METAL
LANÇAMENTO
(mg de Cd/L)
Cádmio
0,2
Art. 22 - Não será permitida a diluição de efluentes industriais com
águas não poluídas, tais como água de abastecimento, água de mar e água
de refrigeração (Brasil, 1986).
3.2.6. Metais pesados na Lagoa Rodrigo de Freitas
Foram feitas análises químicas ao longo de cinco anos (março de
1991 à fevereiro de 1995) nos sedimentos da Lagoa Rodrigo de Freitas nas
cinco estações de coleta, aonde foram obtidos os valores de cada estação
em mg de Cd por l de água da Lagoa. Esses resultados serviram como base
para determinármos a quantidade de Cd adicionada no experimento. A
partir desses valores foram retiradas as médias por estação representadas na
Tabela 15 (Koblitz et al., 2001).
62
Tabela 15- Concentração de Cádmio no sedimento da Lagoa Rodrigo de Freitas
METAL
Cd
VALOR
ESTAÇÃO
( mg de Cd/l )
I
II
III
IV
V
Média
0,86
0,64
0,39
0,68
1,87
Máximo
12,20
1,60
1,20
2,20
33,50
Mínimo
0,20
0,20
0,20
0,20
0,20
3.3. Herborização da Ruppia maritima
A herborização é uma técnica de preservação do material botânico realizada
após a coleta e que serve como documentação permanente do material de estudo
após ser identificado e depositado em um herbário.
As R. maritima herborizadas foram provenientes da coleta na Lagoa
Rodrigo de Freitas. Para a herborização no Instituto de Ciências Biológicas e
ambientais da Universidade Santa Úrsula (USU) a planta foi prensada e posta para
secar na estufa à 60ºC por 48h. Após a secagem ela foi montada, registrada no
livro tombo e incluída no herbário da Universidade Santa Úrsula (RUSU) com
duplicata para o herbário Friburguense da PUC-Rio cuja sigla é FCAB. Registro
no livro tombo, sob o número geral, pois s.n. quer dizer sem número de coletor.
Material testemunho à: Brasil, Estado do Rio de Janeiro, Lagoa Rodrigo de
Freitas, 05/10/2004, A.C.G. Dutra-Guilherme s.n. (RUSU 14984; FCAB 6173).
3.4. Estabilização dos aquários
A planta foi estabilizada em dois aquários na USU, num período de sete
meses (do dia 7/10/2004 ao dia 24/04/2005). No aquário 1 foram colocadas as
plantas retiradas das estações I, II e III, e no aquário 2 as coletadas das estações
IV e V. Os aquários foram montados com água e sedimento da Lagoa,
adicionando-se cascalho lavado os mesmos foram acondicionados ao ar livre com
luz natural.
63
Ao longo dos meses, devido à água das chuvas, os aquários tiveram
alterações em alguns de seus fatores abióticos como a diminuição da salinidade e
o aumento do pH (de 7 para 8.4), transformando a água salobra dos aquários em
água doce.
3.5. Teste Piloto para se determinar as condições ideais de cultivo da
planta e a diluição do cádmio
Foram realizados dois testes piloto, um para se ter as condições ideais de
cultivo da planta e outro para se chegar a diluição de dez vezes o nível máximo
permitido pelo CONAMA 20 em relação ao Cd.
No primeiro teste as plantas permaneceram por duas semanas intoxicadas
com CdCl2 , reagente cloreto de Cd P.A. (puro) monohidratado, com peso
molecular de 201,333, fornecido pela Vetec em vidros com capacidade de três
litros com 32 cm de altura. Em cada vidro foram montados ambientes contendo
aproximadamente 4 cm de sedimento para a fixação da macrófita (o sedimento da
Lagoa não foi utilizado por causa do nível de contaminação do mesmo com
diversas substâncias que poderiam vir a interferir no desenvolvimento dos
experimentos), tendo como composição: terra (PUC-Rio) + cascalho lavado
(USU), dois litros de água da torneira e aproximadamente 15g de R. maritima. O
peso total do sedimento foi de aproximadamente 400g.
Os ambientes montados foram colocados em um laboratório (laboratório
MAR do Prof. Raul Nunes do DCMM-PUC-Rio) com um sistema de luz artificial
(padrão usado na UFF (Universidade Federal Fluminense) para cultivo de plantas
com oito lâmpadas frias de 40W) tendo sido dispostos da seguinte forma: um
conjunto de quatro lâmpadas em cima dos ambientes e outro conjunto de qua tro
lâmpadas à frente. O crescimento das plantas foi monitorado ao longo da semana.
A posição dos ambientes foi alterada (a cada dois dias). Os ambientes foram
colocados em três fileiras dispostas diagonalmente. A primeira fileira recebia
mais luz e a terceira menos luz, conforme mostra a Figura 3.
64
Figura 3 - Localização das luzes artificiais e distribuição dos vidros
O dispositivo de luz estava ligado a um timer com ciclos claro/escuro
de 12 horas.
No segundo teste foi preparada uma solução padrão (1,63 g de CdCl2
diluida em 50 ml de água milli- q) e guardada até a sua utilização. O sal
usado na solução foi pesado em uma balança analítica, marca sartorius
Bl210s. Foram feitas diluições de 1x (1,63 mg de CdCl2 para cada litro de
água), 5x (8,15 mg de CdCl2 para cada litro de água), 10x (16,3 mg de
CdCl2 para cada litro de água), e 100x (163 mg de CdCl2 para cada litro de
água) a partir da solução padrão todas com duas réplicas, para se estimar
quanto de Cd estaria presente na água e no sedimento.
Para os testes de diluição utilizou- se água ultrapurificada (deionizada,
desmineralizada e destilada, também chamada água milli- q) com pH 5.5. O
sedimento era composto de terra preta homogeneizada, comprada em loja
de jardinagem.
65
3.6. Cultivo da Ruppia maritima em ambientes com a adição de
cloreto de cádmio
Para a contaminação da planta com CdCl2 foram usados 12 vidros. A
montagem dos ambientes foi realizada colocando-se aproximadamente 200 g de
sedimento para a fixação da macrófita, constituído de terra para jardinagem
homogeneizada. O cascalho não foi adicionado para que não ocorresse
interferência nos resultados da absorção atômica do sedimento. Utilizou-se água
da Lagoa Rodrigo de Freitas (pH 7) e água milli-q pH 5.5. As plantas foram
podadas com aproximadamente 15 cm de altura, para se conseguir uma
distribuição mais homogênea e plantadas em cada vidro aproximadamente 30 g de
R. maritima.
Para os ensaios de fitorremediação foram montados dois ambientes (cada
vidro montado equivale a um ambiente):
1)
Ambiente de controle com a planta e a sua flora e fauna associadas.
(a) Vidros 1, 5 e 9 com água milli-q.
(b) Vidros 3, 7 e 11 com água da Lagoa Rodrigo de Freitas.
Na figura 4 são mostrados os ambientes que não foram contaminados com
Cd, após 14 dias de experimento.
Figura 4 - Ambiente de controle no 14°dia
66
2) Ambiente com a planta e a sua flora e fauna associadas, com adição de
CdCl2 .
(a) Vidros 2, 6 e 10 com água milli-q.
(b) Vidros 4, 8 e 12 com água da Lagoa Rodrigo de Freitas.
Na figura 5 são mostrados os vidros intoxicados com CdCl2 , após 14 dias
de experimento.
Figura 5 - Ambiente intoxicado com cloreto de cádmio no 14° dia
Todos os testes realizados foram feitos em duplicata. Os ambientes
plantados permaneceram três dias sem alteração do meio, para que a planta
pudesse se enraizar. Após esse período foram adicionados 1,63mg de CdCl2 /l de
água. Essa diluição foi baseada nos resultados obtidos com os testes de diluição,
onde se conseguiu a diluição de uma vez o valor mais próximo de dez vezes o
nível máximo permitido pelo CONAMA 20.
As amostras foram levadas para análise química depois de 7 e 14 dias de
contaminação com o CdCl2 . Segundo alguns autores que realizaram análises
diárias, esses são os melhores dias para se analisar a absorção de metais pesados
por macrófitas (Chen et al., 2000; Sanchiz et al., 2001; Kamal et al., 2004).
67
3.7.Digestão do material para análise química
3.7.1. Sedimento
Uma parte do sedimento foi seca na estufa à 75°C, durante a noite, em
tubos de 50 ml. A outra parte foi guardada em embalagens plásticas com
fecho hermético, como testemunho. Depois de seco, o sedimento foi pesado
(aproximadamente 500 mg) e foram adicionados 5 ml de ácido nítrico
(HNO3 ) P.A., fornecido pela Vetec. O material permaneceu no ácido durante
a noite toda.
Após este período, o material foi posto na chapa à 70°C por 5hs e em
seguida permaneceu no ultra-som por 1h, sendo então centrifugado. O
sobrenadante foi vertido para outro frasco de igual volume. A água milli-q
foi adicionada no primeiro frasco, que foi agitado e centrifugado. Seu
sobrenadante foi novamente vertido. O frasco com o sobrenadante foi
avolumado para 20 ml e levado para análise no espectrofotômetro de
absorção atômica de chama.
3.7.2. Planta
A planta passou por um processo mecânico de retirada da sua flora e
fauna associadas, para que os valores de Cd encontrados fossem só referentes
a R. maritima. Após esse processo, a planta foi desidratada na estufa. Com
base no peso seco das amostras, o material foi digerido e avolumado para 15
e 20 ml.
Amostras com peso seco entre 0,0149 até 0,3577 g (peso A) foram
avolumadas para 15 ml e amostras com peso seco entre 0,3577 e 0,6539 g
(peso B) foram avolumadas para 20 ml.
Uma parte da planta foi seca na estufa, à 75°C, durante a noite, em
tubos de 50 ml e a outra foi guardada em embalagens plásticas com fecho
hermético, como testemunho.
68
Depois de seca, a planta foi pesada e foram adicionados 5 ml de HNO3 na
chapa à 70°C. A planta permaneceu com ácido na chapa à 70°C durante toda a
noite. No dia seguinte as amostras foram para o ultra-som por uma hora, sendo
então adicionado um mililitro nas amostras de peso A de peróxido de hidrogênio
(H2 O2 ) P.A. , marca Vetec, e dois mililitros de H2 O2 nas amostras de peso B.
As amostras voltaram para o ultra-som por uma hora, sendo levadas em
seguida para a chapa à 70°C por uma hora e novamente para o ultra-som por uma
hora. Finalmente o material foi avolumado de acordo com o peso seco e levado
para leitura no espectrofotômetro de absorção atômica de chama.
3.8. Análises Químicas
Depois de coletado, o material foi preparado segundo procedimento padrão
do laboratório de Química do Prof. Reinaldo Calixto (Departamento de Química
PUC-Rio), para análise no espectrofotômetro de absorção atômica de chama da
Perkim Elmer modelo 1100B. A água foi filtrada e realizada a digestão no
sedimento e na planta.
As condições do espectrofotômetro para a leitura do Cd foram compilados
na Tabela 16.
Tabela 16- Condições operacionais do espectrofotômetro para o cádmio
Parâmetros
Comprimento de onda (λ)
Abertura da Fenda
Corrente
Gás
Calibração
228,8 nm
200 µm
3 mA
ar/acetileno
tipo de chama
oxidante
Curva padrão
0 / 0,5 / 1 / 1,5 / 2 mg/L
4. RESULTADOS & DISCUSSÃO
A distribuição da R. maritima na Lagoa é heterogênea. Foi encontrada uma
quantidade muito grande da planta nas estações IV e V. Na estação I ela foi
encontrada em alguns bancos de areia e nas estações II e III encontrou-se pouca
R. maritima que estava mais afastada da margem.
Durante a estabilização da planta observou-se que o aquário 1 tinha um
crescimento maior da flora e da fauna associadas à planta do que o aquário 2, isso
tendo acontecido durante todo o tempo de cultivo. Notadamente a R. maritima
cresceu bem, mesmo sem ser feito o enriquecimento do sedimento e a sua
exposição direta ao sol se fez necessária para que ela não morresse. A interação
da planta com a sua flora e fauna associadas pode ser vista na Figura 6.
Figura 6 - Ruppia maritima com a sua flora e fauna associada, aumento de 5x
Zooplâncton
Gastrópode
(caramujo)
Ruppia marítima L.
Enteromorpha spp.
(alga)
70
No teste piloto, para o cultivo da planta, foi visto que após sete dias um dos
ambientes de controle (o que permaneceu quatro dias mais próximo da luz
artificial) estava com as folhas queimadas. Por esse motivo o conjunto de luz
(quatro lâmpadas) lateral foi desligado, permanecendo ligado só o conjunto de luz
que fica acima da planta.
A planta permaneceu em observação durante 14 dias. Depois de ser
realizado o controle de luz ela permaneceu saudável até o final do experimento.
Após a análise do desenvolvimento da planta durante o teste piloto
sobreveio a necessidade de controlar alguns parâmetros como a turbidez da água,
a quantidade de luz, a quantidade e composição de sedimento, a quantidade de
planta adicionada por vidro e o tipo de água, para um melhor desenvolvimento do
experimento.
A terra foi homogeneizada e a coleta nos vidros para as análises passou a
ser realizada em áreas por causa da heterogeneidade na distribuição do Cd no
sedimento. As áreas 1, 2 e 3 são as da borda do vidro e a área 4 o centro do vidro.
A turbidez da água também foi controlada (a água passou a ser adicionada com
um regador e não vertida). As modificações necessárias observadas nos testes
piloto se encontram na Tabela 17.
Tabela 17 - Resultados do teste piloto em relação aos parâmetros utilizados
FATOR ANALISADO
TESTE PILOTO
EXPERIMENTO
Luz
8 lâmpadas frias de 40 w
cada
4 lâmpadas frias de 40 w
cada
Turbidez da água
Água turva (água vertida)
Água com pouca turbidez
(Água adicionada com
regador)
Quantidade de sedimento
400 g
200 g
Composição do sedimento
Terra + cascalho
Terra homogeneizada para
jardinagem
≅ 15 g
≅ 30 g
Quantidade de planta por
vidro
71
Para o teste de diluição foi utilizada água milli-q e não da torneira, pois a
mesma não possui contaminação. Portanto, a quantidade de Cd encontrado neste
ambiente na água será proveniente apenas do cádmio adicionado. A terra usada
foi previamente homogeneizada e não foi utilizada a planta no teste de diluição,
para que a mesma não remediasse o meio.
Os valores obtidos com as diversas diluições foram comparados com o
limite permitido pelo CONAMA 20, para se ter a quantidade de Cd adicionada no
experimento. Para o experimento, o ambiente intoxicado com Cd deverá conter
dez vezes mais Cd no meio do que o limite máximo estabelecido pelo CONAMA
20. Os resultados das diluições estão na Tabela 18.
Tabela 18 - Resultado das diluições de cloreto de cádmio em água milli-q e sedimento
CONAMA
mg de
Cd/l de
água
Água milli-q
mg de Cd/l de água
Sedimento
mg de Cd/kg de sedimento
10x
1x
5x
10x
100x
1x
5x
10x
100x
0,1
0,11
1,07
1,44
1,14
1,87
6,07
1,92
111,00
0,18
0,90
2,31
*
0,10
4,76
8,34
185,57
0,22
1,02
*
*
1,37
7,32
2,88
91,89
Média
0,17
1,00
1,87
>2
* Resultado maior do que o limite de detecção 2,33 do aparelho.
A curva padrão máxima da calibração do aparelho, neste experimento, foi
de 2 mg de Cd por litro de solução. Como o objetivo dos testes de diluição era o
de obter um valor próximo à 0,1 mg de Cd por litro de água não foi necessário
diluir as amostras com os resultados maiores que os da curva padrão.
A diluição que melhor se encaixou nos parâmetros pré-estabelecidos para a
contaminação dos ambientes foi a de 1x. Sendo a diluição utilizada no
experimento de remediação de Cd pela R. maritima .
72
O peso seco das amostras entrou no cálculo de absorbância, resultando na
quantidade de Cd contida na água em miligramas por litro de água, no sedimento
em miligramas por kg de sedimento e na R. maritima em miligramas por kg de
planta. Para o 14° dia somente uma amostra de cada controle foi preparada e
analisada, as demais foram congeladas. Os resultados do peso seco do sedimento
no 7° e 14° dia de contaminação com Cd podem ser observados na Tabela 19.
Tabela 19 - Peso seco em g do sedimento no 7° e 14 ° dia
7° dia
Milli-q Controle
Milli-q CdCl 2
1
2
I
II
III
IV
I
II
III
IV
0,5051
0,5326
0,5192
0,5504
0,5654
0,4373
0,5712
0,5786
0,5296
0,5273
0,5471
0,5516
5
0,5247
0,6568
6
0,5494
0,5606
0,5620
0,5017
9
0,6309
0,5422
10
0,5534
0,5715
0,5324
0,5570
Lagoa controle
Lagoa CdCl 2
3
4
I
II
III
IV
I
II
III
IV
0,5884
0,5320
0,5643
0,5771
0,5566
0,6185
0,5614
0,5796
0,5565
0,5574
0,5363
0,5724
7
0,5909
0,5508
8
0,5654
0,5491
0,5594
0,5428
11
0,5540
0,5950
12
0,5516
0,5425
0,5644
0,5319
14° dia
I
0,5511
Milli-q controle
Lagoa controle
1
7
0,4193
0,5082
Milli-q CdCl 2
Lagoa CdCl 2
2
4
II
III
0,4515
0,3340
IV
I
II
III
IV
0,5498
0,5458
0,5159
0,5356
0,5481
0,5329
0,5404
0,5836
0,4842
8
0,5570
0,5237
6
0,4423
0,5368
12
0,5060
0,5013
0,5198
0,5655
73
O resultado do peso da R. maritima contribuiu para a análise da absorção de
água pela planta. Estes resultados podem ser vistos nas Tabelas 20 e 21.
Tabela 20- Quantidade de água contida na planta no 7° dia de contaminação
ÁGUA
Milli-q
VIDRO
Controle
1
5
9
CdCl2
2
6
10
Lagoa
Rodrigo
de
Freitas
Controle
3
7
11
CdCl2
4
8
12
ÁREA
PESO
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
(g)
0,6205
1,0155
0,9603
1,6546
1,0806
1,0692
0,7702
1,2035
1,3095
0,9869
1,3573
1,4128
1,1534
1,1139
1,3145
1,2677
1,2952
1,3804
1,2741
1,0580
1,5172
1,4457
1,4068
1,4932
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
I
II
III
IV
0,8999
1,2346
1,1583
1,0632
0,9821
1,3104
1,3754
1,3305
0,9278
0,9057
1,3558
1,8861
1,0667
1,3776
1,1807
1,2059
1,2805
1,0805
1,0053
1,2553
1,2522
1,3064
1,1166
1,2356
PESO
SECO (g)
% ÁGUA
0,0577
0,0951
0,1012
0,6539
0,1775
0,1245
0,0681
0,0975
0,1774
0,1300
0,5083
0,6318
0,2203
0,1171
0,2584
0,3326
0,3640
0,4817
0,3929
0,1171
0,6031
0,4665
0,5482
0,4055
90,7
90,7
89,5
60,5
83,6
88,4
91,2
91,9
86,5
86,2
62,5
55,3
80,9
89,5
80,3
73,7
71,9
65,1
69,2
88,9
60,3
67,3
61
72,8
0,1707
0,3897
0,3233
0,2035
0,1169
0,4140
0,5263
0,4653
0,1039
0,0871
0,3019
0,6256
0,0969
0,5839
0,3465
0,3710
0,2224
0,2609
0,2589
0,4728
0,4157
0,1844
0,1833
0,3185
81
68,4
72,1
80,9
88,1
68,4
61,7
65
88,8
90,4
77,7
66,8
90,9
57,6
70,6
69,2
82,6
75,9
74,3
62,3
66,8
85,9
83,6
74,2
PLANTA
%
MÉDIA
D ESVIO
PADRÃO
81
13,6
73
9,8
76
10
74
9,9
74
Nos sete primeiros dias de contaminação com Cd a R. maritima possuia em
média 76% do seu peso em água.
Após a análise do 7° dia observou-se a contaminação do ambiente n°10 por
microrganismos, que levaram a planta à morte. Este ambiente foi descartado para
que não ocorresse contaminação nos demais ambientes. Não foi possível realizar a
identificação do microrganismo contaminante. Uma semana após as análises do
7° dia foram realizadas as do 14° dia, referentes à quantidade de água contida na
planta. Esses resultados estão na Tabela 21.
Tabela 21 - Quantidade de água contida na planta no 14° dia de contaminação
ÁGUA
Milli-q
VIDRO
ÁREA
PESO
SECO (g)
% ÁGUA
PLANTA
Controle
1
I
0,8479
0,0767
90,9
CdCl2
2
I
1,1987
0,4433
63
II
1,1005
0,2343
78,8
III
1,0673
0,2370
77,8
IV
1,0224
0,2865
72
I
1,0682
0,1661
84,5
II
0,9951
0,1204
87,9
III
0,9959
0,1939
80,5
IV
1,0632
0,3517
66,9
6
Lagoa
Rodrigo
de
Freitas
PESO (g)
Controle
7
I
1,1376
0,2370
79,2
CdCl2
4
I
1,0708
0,3496
67,4
II
1,0840
0,3697
65,9
III
1,0908
0,4431
59,4
IV
0,9820
0,3178
67,6
I
1,0024
0,3271
67,4
II
1,2233
0,5147
58
III
0,8571
0,1403
83,6
IV
1,0665
0,5095
52,2
I
0,8737
0,1594
81,8
II
1,1540
0,2275
80,3
III
1,0200
0,2193
78,5
IV
0,9361
0,1243
86,7
8
12
D ESVIO
PADRÃO
8,5
11,2
75
No 14° dia de contaminação com Cd a R. maritima possuia em média
79% do seu peso em água. Os resultados obtidos com o peso da planta
confirmam os resultados descritos por Esteves, 1988. Este autor mostra que
o teor de água na planta é muito elevado, variando de 85 a 95% do peso
seco. As plantas analisadas tinham em média 78% de água na sua
composição.
Na coleta do 14° dia também foram separados exemplares contendo
só raiz, folha e caule. A quantidade de água contida em média em cada
órgão consta da Tabela 22.
Tabela 22 - Quantidade de água contida na raiz, no caule e na folha da Ruppia maritima
no 14° dia de contaminação por cádmio
ÓRGÃO
RAIZ
CAULE
FOLHA
PESO
PESO SECO
% ÁGUA
(g)
(g)
PLANTA
Controle
0,4693
0,0495
89,5
2
0,2121
0,0731
65,5
4
0,2246
0,0149
93,4
6
0,1857
0,0684
96,3
8
0,2861
0,0737
74,2
12
0,2060
0,0709
65,6
Controle
1,0222
0,1171
88,5
2
0,9259
0,1236
86,5
4
0,9288
0,1300
86
6
0,9243
0,2902
68,6
8
0,9723
0,0916
90,6
12
1,0457
0,1910
81,7
Controle
0,9498
0,1094
88,5
2
1,0093
0,1660
83,5
4
1,0638
0,3733
65
6
0,9296
0,4209
54,7
8
1,0879
0,2523
76,8
12
1,1238
0,3478
69
VIDRO
% M ÉDIA
D ESVIO
PADRÃO
81
14
84
7,9
73
12,5
76
Os resultados da análise dos órgãos da planta mostraram que a raiz da
R. maritima possui 81% de água, o caule 84% e a folha 73%. Esses
resultados estão de acordo com as características histológicas das
macrófitas aquáticas descritas por Esteves, 1988.
Os valores de absorção de Cd pela planta foram elevados sendo
necessário avolumar para 50 ml as amostras dos 7° e 14° dias, para que as
mesmas entrassem na curva padrão. As amostras de folha também foram
avolumadas para 50 ml. As amostras de raiz e caule permaneceram em 20
ml.
Os resultados da absorção de Cd pela planta nos dois dias de leitura, a
quantidade de Cd restante na água e a quantidade de Cd que precipitou no
sedimento nos 7° e 14° dias são apresentados na Tabela 23.
77
Tabela 23 - Concentração de cádmio encontrado na água, no sedimento e na Ruppia
maritima no 7° e no 14° dia
Vidros
controle
água
milli-q
Água mg/L
7°dia 14° dia
1
0,035
0,007
5
0,009
9
0,004
CdCl2
água
milli-q
controle
água
lagoa
2
0,069
0,048
6
0,054
0,102
10
0,040
-
3
0,040
0,031
7
0,029
11
0,026
CdCl2
água
lagoa
0,024
Sedimento mg/kg
7° dia
14° dia
0,919
0,506
0,890
0,613
0,600
0,630
0,540
0,668
0,741
0,632
0,762
0,685
0,774
Rm mg/kg
7° dia
14° dia
11,153
3,566
2,843
1,547
0,798
4,654
5,902
9,807
9,098
9,289
2,742
0,667
0,633
3,935
2,872
4,735
0,697
7,022
12,428
1,553
5,882
0,849
0,847
1,116
1,063
134,670
343,910
117,216
80,360
127,862
114,154
151,690
308,561
49,061
39,613
31,655
65,537
0,562
0,585
0,577
0,539
0,621
0,688
0,541
0,225
0,693
0,817
0,749
0,789
3,781
5,559
4,780
4,172
5,261
1,178
3,040
1,291
-
0,846
2,201
1,183
1,840
2,414
4,151
2,584
1,894
0,807
10,295
12,630
3,906
1,564
137,150
102,123
144,752
225,887
175,389
140,337
70,502
67,341
-
3,614
1,556
3,214
108,096 123,552
11,061 4,451
47,057
58,300
3,430
7,390
41,649
*
1,767
1,344
43,837
136,585
1,527
2,582
97,871
39,932
0,360 0,224
8
5,162
7,791
33,918
18,281
1,600
2,313
67,262
232,806
1,292
1,954
42,175
63,689
4,296
6,950
23,367
191,162
12 0,282 0,163
6,778
4,373
26,433
67,796
2,705
3,518
40,373
127,290
8,213
3,011
21,515
164,583
* Durante a centrifugação das amostras de R. maritima o tubo 4-III do 14°dia quebrou na
centrífuga.
4
0,368
0,219
78
As amostras de água mostraram uma diminuição da concentração de
Cd nesse meio do 7° ao 14° dia, inclusive nos controles. Na água milli- q a
pequena concentração de Cd encontrada pode ser proveniente do sedimento.
A amostra 6 teve um aumento na quantidade de Cd. Este comportamento
pode ser devido ao fato da planta não ter condições tão favoráveis na água
milli- q quando comparada à água da Lagoa, uma vez que a água milli- q não
tem nenhum nutriente. Existe a possibilidade de que a planta já estivesse
morrendo e por esse motivo liberando na água o Cd retido.
As plantas usadas são provenientes de um meio, que já possui uma
certa contaminação com Cd. Esse fato também pode explicar porque
algumas amostras de plantas tinham uma quantidade de Cd maior do que a
que foi adicionada. A partir destes resultados supõe- se que a R. maritima é
uma ótima espécie para se introduzir em um ambiente aquático para a
remediação de Cd.
Também pode- se observar que os locais na Lagoa onde é encontrada
uma maior quantidade de espécimes são: próximos das saídas de esgoto e
no meio da Lagoa. Nesses locais a quantidade de matéria orgânica e Cd é
muito maior do que no restante da Lagoa. Este fato mostra que a R.
maritima se prolifera mais em ambientes por vezes nocivos a outras formas
de vida.
O sedimento mostra heterogeneidade na distribuição de Cd. Todas as
análises controle tiveram resultados inferiores a 1 mg de Cd/kg de
sedimento (sendo o menor 0,225 e o maior 0,919mg de Cd /kg de
sedimento).
Com o objetivo de se conhecer melhor a dinâmica de absorção da
planta, foram analisados em separado a raiz, o caule e a folha. Os resultados
obtidos são mostrados na Tabela 24.
79
Tabela 24 - Quantidade de cádmio encontrado no 14°dia em cada órgão da planta em
mg de Cd/kg de raiz, de caule e de folha respectivamente
Ambiente
RAIZ
mg de Cd/Kg de raiz
CAULE
mg de Cd/Kg de caule
FOLHA
mg de Cd/Kg de folha
2
29,336
105,902
175,678
6
55,737
39,777
97,777
Controle
Lagoa
13,317
2,198
0,763
4
340,025
46,558
94,765
8
41,321
64,613
167,960
12
61,670
34,493
120,166
Média
105,618
58,269
131,269
Desvio
padrão
131,6
28,9
38,4
No 14° dia foi realizada a análise da planta inteira, da raiz, do caule e
da folha, em separado. Como era de se esperar foi observado uma maior
quantidade de Cd na folha, já que a folha recebe Cd da raiz e também
absorve Cd da água.
A partir dos resultados de absorção pela R. maritima, foi obtida a
média de absorção por área no 7° e 14° dias em mg de Cd/kg de planta seca,
conforme a Tabela 25.
Tabela 25 - Valor médio de absorção de cádmio pela Ruppia maritima
Milli-q
(mg de Cd/kg de planta)
Média por
ambiente
LAGOA
(mg de Cd/kg de planta)
7°dia
14°dia
7°dia
14°dia
169,039
152,478
60,160
106,146
60,306
88,677
175,567
113,392
27,922
137,707
Média total
172,303
132,935
49,463
110,843
Desvio
padrão
4,6
27,6
18,6
24,8
80
A absorção de Cd pela planta diminuiu nos ambientes com água milli-q,
mostrando que a planta não se adaptou ao meio ultra purificado. Porém, mesmo
em condições adversas, a R. maritima conseguiu continuar remediando o meio.
Nos ambientes com água da Lagoa Rodrigo de Freitas houve um aumento
na remediação de Cd. As plantas depois dos 14 dias permaneceram com aparência
saudável, o que não aconteceu com as plantas que estavam na água milli-q,
conforme pode ser observado na Figura 7.
A
B
Figura 7 - Comparação entre o cultivo da Ruppia maritima na água da Lagoa (A) e na
água milli-q (B), contaminadas com cádmio
Ocorreu um aumento progressivo da turbidez dos ambientes que estavam
com água milli-q e uma perda na coloração das plantas, que no momento do
plantio estavam viçosas e com coloração verde intensa. Na segunda semana de
contaminação com Cd os espécimes apresentaram uma coloração amareloesverdeada e algumas uma coloração marrom.
81
As plantas dos ambientes com água da Lagoa Rodrigo de Freitas
permaneceram com uma tonalidade de verde intenso, não ocorrendo
alteração na sua coloração desde o dia da contaminação até o dia da última
coleta. A água permaneceu límpida em todos os exemplares.
O crescimento de algas tanto nos ambientes com água da Lagoa
quanto nos ambientes com água milli- q não foi tão intenso quanto o
crescimento das mesmas no aquário.
Os resultados obtidos foram resumidos nas Figuras 8, 9 e 10.
1,8
1,4
Cd (mg de Cd/l)
1,6
CdCl2 adicionado
Milli-q 2
Milli-q 6
Lagoa 4
Lagoa 8
Lagoa 12
Controle milli-q
Controle Lagoa
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
7
14
Dia
Figura 8 - Quantidade de cádmio na água
Conforme indicado na Figura 8 a quantidade de Cd na água diminuiu
ao longo dos dias. Esse decréscimo foi mais significante nos ambientes que
continham água da Lagoa Rodrigo de Freitas, onde as condições para
remediação de Cd foram favoráveis.
82
O ambiente 6 que estava com água milli- q foi o único que apresentou
um aumento na quantidade de Cd na água, o que pode estar relacionado aos
mecanismos de liberação de metais pesados pela folha por parte da R.
maritima.
Os controles apresentaram uma quantidade de Cd aceitável, já que as
plantas utilizadas e o sedimento não estavam livres de contaminação.
8
Sedimento2
Cd (mg de Cd/kg de solo)
7
Sedimento6
6
Sedimento4
5
Sedimento8
4
3
Sedimento12
2
Sedimento controle
1
Sedimento controleLagoa
0
7
14
Dia
Figura 9– Quantidade de cádmio precipitada no sedimento em mg de Cd/kg de
sedimento seco
De acordo com a Figura 9, a quantidade de Cd no sedimento também
diminuiu em quase todos os ambientes, o que pode mostrar a eficiência na
remediação de Cd por parte da planta.
Os controles mostraram que a quantidade média de Cd no sedimento
usado foi de 0,73 mg de Cd /kg de sedimento seco.
83
No ambiente 8 com água da Lagoa, o aumento de Cd pode estar
vinculado à precipitação do metal. Esta precipitação pode estar ocorrendo
mais rapidamente do que a remediação do Cd pela R. maritima. No
ambiente 2 com água milli- q, o aumento na quantidade de Cd no sedimento
pode estar ligado à precipitação do metal e a liberação de Cd pela planta
Cd (mg de Cd/kg de planta seca)
através da raiz.
200
R. maritima 2
180
160
R. maritima 6
140
R. maritima 4
120
100
R. maritima 8
80
R. maritima 12
60
40
R. maritima
Controle
20
0
7
R. maritima
Controle-Lagoa
14
Dia
Figura 10 - Quantidade de cádmio absorvido pela planta em mg de Cd/kg de planta seca
Os resultados apresentados na Figura 10 sugerem que a planta
remedia Cd e que essa remediação irá depender das condições as quais a
planta é submetida. A resistência
da R. maritima e capacidade de
remediação ao longo dos 14 dias de contaminação com Cd decaiu nos
ambientes com água milli- q, utilizando muito provavelmente diferentes
mecanismos de absorção de Cd no ambiente 2 e no ambiente 6.
No ambiente 8 com água da Lagoa a remediação de Cd se mostrou
intensa ao longo dos 14 dias de contaminação.
84
A distribuição de Cd em cada ambiente pode ser observada de uma forma
mais ampla nas Figuras 12 e 13.
100,00%
90,00%
80,00%
70,00%
60,00%
Cd
50,00%
40,00%
30,00%
20,00%
12
8
4
Controle Lagoa
6
2
12
8
4
6
2
7°dia
Controle milli-q
Água
Planta
Sedimento
Controle Lagoa
0,00%
Controle milli-q
10,00%
14°dia
Figura 11 – Distribuição de cádmio na água, no sedimento e na planta por ambiente
A Figura 11 mostra cada ambiente com sua porcentagem máxima de Cd
(100%), leva ndo em conta a quantidade de Cd adicionada por ambiente. Esta
quantidade se refere a quantidade de Cd existente no sedimento, a quantidade de
Cd que estava na água da Lagoa e na água milli-q, e a quantidade de Cd média
que cada planta absorveu. A planta utilizada foi retirada da Lagoa, e a quantidade
de Cd já existente nela varia dependendo da área de coleta e do tempo de vida da
planta na Lagoa. Por este motivo tentamos obter um comportamento aproximado
da planta na captura de Cd. Para se obter um parâmetro comparativo entre os
ambientes e conseguir observar a distribuição de Cd por ambiente, realizamos um
cálculo de proporcionalidade nas porcentagens. Este cálculo fo i realizado
levando-se em conta quanto de Cd tinha em cada ambiente e tirando por base o
ambiente que continha mais Cd. Como o valor em mg de Cd distribuído nesse
ambiente não foi um número inteiro (aproximadamente 182 mg de Cd no
ambiente 6), aproximamos o valor máximo para 200 mg de Cd por ambiente.
Então 200 mg de Cd está para 100% assim como os valores individuais de cada
ambiente estão para x%.
85
Dessa forma fica mais fácil visualizar a distribuição de Cd em cada
ambiente sem contudo perder a noção da quantidade de Cd que cada ambiente
possui.
A Figura 11 mostra que ao longo dos 14 dias ocorreu a remediação do Cd
pela planta, mesmo nos ambientes controles, que tinham traços do metal,
mostrando a capacidade de adaptação da espécie em ambientes com poucos
nutrientes e contaminados com Cd. Nos ambientes com água milli-q a remediação
foi maior, o que pode significar um aumento nas atividades metabólicas da planta
relativas à captura de nutrientes. Essas atividades metabólicas podem ter sido
estimuladas em diferentes órgãos da planta, o que explicaria as diferenças
ocorridas nos ambientes 2 e 6. Essas adaptações foram mais eficientes ao longo
A Figura 12 mostra a quantidade de Cd precipitada no sedimento ao longo
dos 14 dias de contaminação e a quantidade de Cd disponível na água em cada
ambiente.
3,50%
3,00%
2,50%
2,00%
Cd
1,50%
1,00%
7°dia
14°dia
Figura 12 – Distribuição de cádmio na água e no sedimento por ambiente
12
8
4
Controle Lagoa
6
2
12
8
4
Controle milli-q
Sedimento
Controle Lagoa
Água
6
0,00%
2
0,50%
Controle milli-q
dos sete primeiros dias de contaminação.
86
Como a quantidade de Cd na água foi muito pequena, e difícil de ser
visualizada na Figura 11, os valores da planta foram retirados para melhor
observarmos a distribuição do Cd no sedimento e na água. A porcentagem
de Cd maior no sedimento do que na água mostra a importância de se ter
como agente fitorremediador uma planta enraizada.
A comparação dos resultados deste trabalho com aqueles relatados
por ouros autores em trabalhos anteriores com outras espécies de plantas
(Lewander et al., 1996; Qian et al., 1999; Dahmani- Muller et al., 2000;
Sanchiz et al., 2000; Maine et al., 2001; Peralta- Videa et al., 2004) fez- se
necessária para que pudéssemos avaliar a capacidade da R. maritima em
remediar sedimentos e águas contaminados com Cd. De todas as espécies
citadas ao longo do nosso trabalho, para realizar a comparação com a R.
maritima escolhemos as que melhor remediaram o meio. A comparação da
R. maritima com outras plantas fitorremediadoras precisa ser realizada
levando em consideração alguns parâmetros como: a quantidade de Cd
adicionado no meio, pois quantidades muito elevadas de Cd no meio podem
fazer com que o metal seja absorvido pela planta por diferença de pressão;
quantos dias a planta permaneceu contaminada e quanto a planta remediou
de Cd ao longo desse tempo. A partir da análise destes dados é possível
avaliar a capacidade de remediação de cada planta. A Tabela 26 apresenta
os resultados obtidos nesta fase.
87
Tabela 26 - Absorção média de cádmio pela Ruppia maritima e por outras espécies de
plantas
Planta
Cd
adicionado
Dias de
contaminação
com Cd
Concentração
de Cd nas
plantas
entre
0-30dias
(mg de Cd/kg
de planta)
Referência
Ruppia maritima
1,13 mg/l
14
110,843
Presente
trabalho
Lemna minor
10mg/l
?
13000
Qian et al.,
1999
Pistia stratiotes
1mg/l
21
0,00078
Maine et al.,
2001
Polygonum
hydropiperoides
1mg/l
10
90
Qian et al.,
1999
Eichhornia
crassipes
1mg/l
21
0,00076
Maine et al.,
2001
Potamogeton
pectinatus
0,0154mg/k
g(sedimento
)
Plantas
retiradas do
local
contaminado
0,00067
Lewander et
al., 1996
Salvinia herzogii
1mg/l
21
0,0008
Maine et al.,
2001
Posidonia
oceanica
0,00001mg/
kg(sediment
o)
Plantas
retiradas do
local
contaminado
0,0025
Sanchiz et al.,
2000
Wedelia trilobata
1mg/l
10
148
Qian et al.,
1999
Plantas de solo
83mg/kg
(solo)
?
1200
Peralta-Videa
et al., 2004
DahmaniMuller et al.,
2000
88
Analisando a Tabela 26 podemos concluir que a R. maritima é uma
espécime boa para se usar na fitorremediação, pois ela absorveu
relativamente mais Cd do que as demais plantas aquáticas. A sua
capacidade de remediação só foi menor do que a da Wedelia trilobata.
Quanto a Lemna minor a quantidade de Cd adicionado ao meio pode ter
influenciado na entrada do mesmo na planta, por este motivo, até que se
tenha mais estudos sobre esta espécie, com quantidades de Cd menores ou
analises biológicas mais detalhadas (para explicar a entrada deste metal na
planta) a Lemna minor não será considerada por nós como uma espécie
remediadora mais eficiente do que a R. maritima.
Em comparação às outras espécies de macrófitas aquáticas que já são
utilizadas em ensaios de remediação de sedimentos e águas contaminados, a
R. maritima demonstrou uma elevada capacidade de absorção de Cd e de
adaptação à águas pobres em nutrientes, possuindo duas desvantagens em
relação as macrófitas emersas: a necessidade de sedimento para a sua
fixação e a demora na remediação devido ao tempo necessário para a
precipitaçao do Cd no sedimento.
As plantas de solo possuem uma alta capacidade de remediação, muito
maior do que as macrófitas aquáticas, mas elas não conseguem sobreviver
no ambiente aquático. Ao contrário de algumas macrófitas que conseguem
sobreviver tanto no ambiente aquático quanto no solo devido as suas
adaptações morfológicas e fisiológicas.
A Tabela 27 mostra a quantidade de Cd absorvido nos diferentes
órgãos da planta em diferentes espécies de plantas.
89
Tabela 27 - Absorção média de cádmio em diferentes órgãos da Ruppia maritima e de
outras espécies de plantas
Planta
Cd adicionado
Concentração
de Cd na raiz
mg de Cd/kg
de raiz
Concentração
de Cd na
folha
mg de Cd/kg
de folha
Referência
Ruppia
maritima
1,13 mg de Cd/l
105,62
131,27
Presente
trabalho
Ruppia
cirrhosa
0,00003mg de
Cd/kg
(sedimento)
0,00012
0,00009
Sanchiz
et al., 2000
Medicago
sativa
500 mg de Cd/l
4650
Cymodocea
nodosa
0,000016mg de
Cd/kg(sedimento)
0,00004
0,00006
Sanchiz
et al., 2000,
Zostera noltii
0,00001mg de
Cd/kg(sedimento)
0,0002
0,00001
Sanchiz
et al., 2000
Posidonia
oceanica
0,000014mg de
Cd/kg(sedimento)
0,00014
0,0006
Sanchiz
et al., 2000
Myriophyllum
brasiliense
1mg de Cd/l
1426
-
Qian et al.,
1999
Potamogeton
pectinatus
0,0154mg de
Cd/kg(sedimento)
0,0021
-
Lewander
et al., 1996
Plantas de
solo
83mg de Cd/kg
(solo)
1579
281
PeraltaVidea et al.,
2004
-
PeraltaVidea
et al., 2004
DahmaniMuller et al.,
2000
90
A maioria dos trabalhos utilizados na comparação com o presente
estudo utilizam contaminações com Cd muito menores, referentes aos
níveis de contaminação encontrados em cada região de cada país de origem
do estudo. Isto mostra que os níveis máximos de contaminação ainda
precisam ser muito bem estudados e definidos para que seja possível
realizar uma avaliação comparativa empregando um método de análise
eficiente. Dependendo da espécie de macrófita, o acúmulo pode acontecer
em maior quantidade nas raízes ou nas folhas. Os resultados da Tabela 24 e
27 confirmam alguns estudos de outros autores que mostram o acúmulo
preferencial em macrófitas aquáticas de Cd nas folhas (Raskin et al., 1997;
Ager et al.,2003).
Uma desvantagem que a fitorremediação tem e que pode ser
contornada é o fato de algumas macrófitas aquáticas, como é o caso da R.
maritima, possuírem uma proliferação muito intensa. Nesse caso é preciso
que se realize periodicamente a retirada da planta.
Outro ponto importante a ser discutido é a introdução da
fitorremediação em projetos de descontaminação de efluentes líquidos em
escala industrial. Na maioria dos casos várias técnicas são utilizadas em
conjunto para se conseguir uma descontaminação eficiente mantendo os
custos a níveis aceitáveis. Para que se possa ter uma noção mais ampla das
tecnologias aplicadas, suas vantagens e desvantagens, e do custo benefício
com certas técnicas, foi confeccionada a Tabela 28, com algumas
tecnologias utilizadas na remediação de solos, águas e sedimentos com
metais pesados .
91
Tabela 28 - Comparação entre algumas tecnologias utilizadas na remediação de solos,
águas e sedimentos contaminados com metais pesados
Técnica
Fitorremediação
Vantagem
• Não agride o
solo
• Pode ser usada
in situ
• Reestrutura a
área degradada
Lavagem do solo • Técnica bem
estabelecida
Separação de
fase
Dragagem
Tratamentos
físicos
Jateamento de
água no solo
Desvantagem
• Leva muito tempo
para descontaminar o
ambiente
• Técnica pouco
conhecida
• Poluição do solo
pelos
descontaminantes
• Cada tipo de
contaminação requer
um descontaminante
diferente
• Custo baixo
• Agride o ambiente a
ser descontaminado,
através da
escavação
• Requer uma área
muito grande ex situ
para a precipitação
• O material precisa
permanecer por um
longo período para
que ocorra a
decantação
• É necessária a
utilização de outras
técnicas em conjunto
• Contenção e
• Agride o solo
retirada da área
• Pode contaminar o
contaminada
lençol freático
• Aumenta a turbidez
• Altera o meio
ambiente
• Agride o meio
biótico
• Técnica bem
• Agride o solo
estabelecida
• Possui maior
• Restringe a área eficiência e menor
contaminada
custo se tratado ex
situ
• Custo baixo
• Necessita de outras
• Eficaz em solos
técnicas para
com alta
remoção do metal
permeabilidade
• Retira o metal do
solo
Custo
Referência
Baixo
50,000 200,000/
acre
Mulligan,
2001
25-300
U$/ton
EPA,1996
Mulligan,
2001
Baixo
EPA,1996
Benvindo,
2004
Elevado
SERLA,
2005
60-245
U$/ton
Benvindo,
2004
Mulligan,
2001
100-200
U$/ton
Mulligan,
2001
92
Vitrificação
Separação
pirometalúrgica
Flotação
Adsorção
Biorremediação
Muros de
tratamento
permeáveis
Tratamentos
químicos
Tratamentos
físico-químicos
• Restringe a área
contaminada
• Eficaz para solos
altamente
contaminados
• Eficaz em
rejeitos
misturados
• Eficaz em
grandes
extensões com
pouca
profundidade
• Descontamina o
ambiente
rapidamente
• Eficaz em áreas
altamente
contaminadas
• Remoção e
recuperação dos
compostos
contaminantes
• Remoção e
recuperação dos
compostos
contaminantes
• Baixo custo
• Custo muito alto
• Material vitrificado
não pode ser
recuperado
• Agride o solo
• Pode produzir
vapores tóxicos
• Custo muito alto
• Eficaz em
tratamentos ex situ
rapidamente o
solo
• Técnica bem
estabelecida
EPA,1996
Elevado
200-1000
U$/ton
EPA,1996
Mulligan,
2001
60-245
U$/ton
EPA,1996
Mulligan,
2001
• Eficaz em
tratamentos ex situ
EPA,1996
Benvindo,
2004
• O composto
EPA,1996
orgânico pode se
tornar patogênico
• Técnica pouco
conhecida
• Restringe a área • Material do muro
contaminada
varia de acordo com
• Material de que é a contaminação
feito o muro reage • Técnica pouco
com o metal
conhecida
• Descontamina
• Agride o solo
rapidamente o
• Pode produzir
solo
vapores tóxicos
• Técnica bem
• Pode produzir
estabelecida
compostos tóxicos
• Descontamina
Elevado
Entre 300
e 650 /ton
solo
tratado
• Agride o solo
• Pode produzir
60-245
U$/ton
Mulligan,
2001
Elevado
Mulligan,
2001
Elevado
Benvindo,
2004
vapores tóxicos
• Pode produzir
compostos tóxicos
Comparada com as demais técnicas utilizadas percebemos que a
fitorremediação com a espécie estudada em nosso trabalho pode vir a ser uma
fonte de tratamento de solos e águas contaminados muito eficiente, e a longo
prazo pode ser vista como uma forma de prevenção contra despejos ou acidentes
no meio ambiente.
5. CONCLUSÕES
Concluiu-se que a R. maritima absorve Cd, tanto em situações adversas
quanto em condições normais, reduzindo em poucos dias o nível de contaminação
de Cd na água, a um custo bem mais baixo do que outras técnicas citadas, pois
esta planta se adapta bem a condições extremas. Para se ter ao certo o tempo
necessário de descontaminação pela R. maritima de um ambiente contaminado
com Cd, é necessário que se realize um estudo da área contaminada definindo
todos os parâmetros que possam vir a interferir na fitorremediação. Esta técnica
precisa ser adaptada para cada área a ser descontaminada, aumentando assim as
chances de se conseguir uma remediação mais rápida e menos dispendiosa.
No áquário a planta se desenvolveu muito bem, apesar das condições
adversas como: a alteração do pH (de 7 para 8,4), da salinidade (a água passou de
salobra a doce) e com o empobrecimento do sedimento, continuando viva por 10
meses a todas essas condições. A planta permanece viva (no aquário da
Universidade Santa Úrsula) mostrando a sua resistência. Esse fato contribuiu de
forma positiva na escolha da espécie para a fitorremediação.
A espécie estudada é uma macrófita aquática com uma grande capacidade
de adaptação ao meio em relação a outras Angiospermas já era de se esperar que a
mesma conseguisse desenvolver melhor uma adaptação ao meio pobre em que foi
colocada. Por tal motivo, muito provavelmente todos os mecanismos utilizados
pela planta ligados a absorção foram estimulados. O aumento da sua capacidade
de absorção de nutrientes foi fundamental para que ela conseguisse utilizar ao
máximo os nutrientes existentes no sedimento. Em alguns casos os mecanismos
responsáveis pela captura de nutrientes metálicos pela planta também capturam
metais tóxicos, o que resulta em um aumento na capacidade de acumulação de Cd
pela R. maritima.
94
A partir do entendimento da importância que a flora e a fauna
associadas à R. maritima tem no aumento da absorção de metais tóxicos por
parte da planta, torna- se imprescindível testar a remediação de Cd por parte
da R. maritima in situ, já que a sua flora e a fauna associadas se
desenvolvem melhor no ambiente exposto à luz natural.
Levando em conta o fato da R. maritima se reproduzir e desenvolver
rapidamente, uma forma de utilização desta planta na remediação de Cd
pode ser desenvolvida plantando-se grandes quantidades da espécime no
local a ser descontaminado. Fazendo a sua retirada logo após a dispersão
dos frutos, garantindo assim a germinação e o crescimento de novos brotos,
que irão remediar o local, fechando o ciclo sem diminuir a eficiência de
absorção por parte da planta. Esta técnica também pode ser usada em meios
pobres em nutrientes, sendo necessário neste caso monitorar a absorção de
Cd pela planta para que a mesma possa ser retirada antes de começar a
liberar o Cd novamente no ambiente.
A fitorremediação é uma técnica que não agride o sedimento e
promove o recapeamento de áreas devastadas. Não altera o ecossistema, e
como a espécie estudada é cosmopolita, não ocorre o risco de se introduzir
uma espécie exótica que alteraria as características ambientais do local,
sendo por issso uma escolha aceitável em processos de remediação de águas
e sedimentos contaminados com Cd.
Esta técnica necessita de monitoramento constante para que se possa
avaliar com eficiência qualquer alteração no meio contaminado que possa
vir a interferir na capacidade de remediação por parte da R. maritima. Neste
caso, as medidas necessárias para não diminuir a eficiência de remediação
de solos e águas contaminados com Cd pela planta devem ser tomadas em
tempo hábil.
95
5.1. Perspectivas futuras
Ø Testar a capacidade de absorção por parte da R. maritima com
outros metais, como Hg, Pb, Zn etc.
Ø Acompanhar a absorção de Cd pela R. maritima aumentando a
concentração, até se conseguir uma concentração máxima de
absorção de Cd.
Ø Testar a capacidade de complexação por parte da R. maritima
com Cd e outros metais, como Hg, Pb, Zn etc.
Ø Analisar o acúmulo de metais nos tecidos dos diversos órgãos
da R. maritima.
Ø Testar a capacidade de absorção e quebra de hidrocarbonetos
policíclicos aromáticos (HPA´s) pela R. maritima.
Ø Testar a capacidade de absorção e quebra de outros compostos
orgânicos pela R. maritima.
Ø Semear e cultivar a R. maritima em ambientes com quantidades
diferentes de Cd, analisando as alterações químicas e
biológicas
ocorridas
na
enriquecido com o metal.
planta
provenientes
do
meio
“The rest is silence.”
Hamlet.
The tragedie of HAMLET, Prince of Denmarke,
by William Shakespeare.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Ana Christina Gomes Guilherme Acumulação de - NIMA - PUC-Rio

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