Fitorremediao de Solos Contaminados O Estado da Arte

Cleveland Maximino Jones - cmjones@mensa.org.br1 Andr Luis Faustino Anselmo - aluisfa@ig.com.br2

Resumo

Visando prevenir os riscos dos solos e aqferos poludos com diversos tipos de contaminantes, os quais podem representar um problema ambiental que afeta a sade humana, a produtividade de solos agrcolas e a estabilidade de ecossistemas naturais, vrios trabalhos de pesquisa vm procurando definir novos procedimentos para a determinao da tcnica de remediao mais adequada e eficiente. O uso de sistemas baseados em plantas para a remediao de solos contaminados transformou-se em uma rea de estudo cientfico intensa, nos anos recentes. necessrio, antes de tudo, identificar e selecionar plantas que cresam bem em solos contaminados, e que tenham bom desempenho na remoo dos contaminantes.

A fitorremediao uma tcnica que utiliza plantas como o agente de descontaminao do solo e da gua. uma alternativa aos mtodos convencionais de remoo fsica da camada contaminada do solo, ou do tratamento da gua ou do solo com diversas tecnologias, como lavagem dos sedimentos, biorremediao, etc., sendo vantajosa principalmente por apresentar potencial para tratamento in situ e por ser economicamente vivel. Alm disso, aps extrair os contaminantes do solo, as plantas os armazenam em seus tecidos, permitindo um tratamento subseqente, ou os metabolizam, podendo, em alguns casos, transform-los em produtos menos txicos ou mesmo incuos. A fitorremediao pode ser empregada em solos contaminados por substncias inorgnicas e/ou orgnicas. Resultados promissores j foram obtidos para metais pesados, hidrocarbonetos, agrotxicos, explosivos, solventes clorados e resduos txicos da indstria.

feita uma apresentao do estado da arte em relao s tcnicas de fitorremediao utilizadas para remediar os problemas de solos contaminados com diversos tipos de poluio, envolvendo substncias inorgnicas e poluentes orgnicos.

Palavras-chave: Fitorremediao, Solos Contaminados, Metais Pesados.

Introduo

A poluio do solo com metais pesados, devido s atividades industriais, agrcolas e pela urbanizao, um problema crescente, responsvel por srios impactos ao meio ambiente (SENGUPTA, 1993). Fbricas, veculos motorizados e detritos municipais so as principais fontes de fontes de contaminao (BAKER, 1994). O eventual destino final dos metais pesados a sua deposio e soterramento em solos e sedimentos. Eles acumulam-se freqentemente na camada superior do solo, sendo ento acessveis para as razes das plantas. Ao serem remobilizados, podem

1 Universidade do Estado do Rio de Janeiro, cmjones@mensa.org.br

2 Universidade do Estado do Rio de Janeiro, aluisfa@ig.com.br

mudar de forma qumica e acumular-se em organismos vivos, com conseqncias que podem chegar dizimao da biota ou, caso ocorra o processo de adaptao, apresentar concentraes milhares de vezes maiores do que as presentes no seu ecossistema (BAKER, 1994).

Os mtodos de remediao mais apropriados dependem das caractersticas do local, da concentrao e, dos tipos de poluentes a serem removidos, e do uso final do meio contaminado. Esses mtodos tm como objetivo imobilizar os metais e retir-los do solo, utilizando um dos seguintes processos: fitorremediao (emprega plantas com o objetivo de remover, transferir, estabilizar ou destruir elementos nocivos, sendo aplicvel a solos com baixos nveis de contaminao); biorremediao (introduo de microorganismos especficos no local da contaminao); separao mecnica; eletrocintica (passagem de uma corrente eltrica de baixa intensidade entre os eletrodos envolvidos pelos contaminantes do solo); tratamento qumico (processos oxidativos ou redutores); tratamento por paredes permeveis; e tratamento in situ (BURKEN, 2002). Muitos mtodos ainda esto em desenvolvimento, sendo que a fitorremediao e a biorremediao tm sido testados com sucesso na descontaminao de solos contendo metais pesados. Alm disso, a fitorremediao tem atrado o interesse devido sua eficincia, adequao a aplicaes em longo prazo, pouca manuteno exigida e vantagens estticas, e ainda tem o atrativo de apresentar um custo baixo e de ser mais bem aceita pela populao, pois utiliza plantas em um processo reconhecido como mais natural (BURKEN, 2002).

A utilizao da fitorremediao no Brasil e no Mundo

A biotecnologia pode ser uma importante ferramenta para a proteo do meio ambiente. Alm das plantas j utilizadas, em diversos pases, tolerantes a herbicidas e resistentes a insetos, que diminuem o uso de agrotxicos e a aragem do solo, a cincia agora estuda a aplicao de plantas geneticamente modificadas na limpeza de solos contaminados por substncias nocivas ao ser humano, plantas e animais (ABRABI, 2003).

A estimativa mundial para os gastos anuais com a despoluio ambiental de aproximadamente 25 30 bilhes de dlares; s nos EUA so de 7 8 bilhes. No Brasil os investimentos para o tratamento dos resduos humanos, agrcolas e industriais crescem medida que aumentam as exigncias da sociedade, e leis mais rgidas so aplicadas (ANA LIGIA DINARDI, 2003). Apesar das presses, a fitorremediao a tecnologia mais barata, com capacidade de atender uma maior demanda e que apresenta a maior capacidade de desenvolvimento com sucesso no futuro (CHEKOL, 2004).

Nos ltimos 10 anos, surgiram nos EUA e na Europa inmeras companhias que exploram a fitorremediao para fins lucrativos, como a norte americana Phytotech e a alem BioPlanta, e indstrias multinacionais, como Union Carbide, Monsanto e Rhone-Poulenc, que empregam a fitorremediao em seus prprios stios contaminados (GLASS, 1998). Vrias universidades desenvolvem projetos ligados a esta rea, como a Universidade da Califrnia e a Universidade de Glasgow (GLASS, 1998). No Brasil, sabe-se que algumas empresas estatais e privadas, bem como

instituies acadmicas (Unicamp, por exemplo) pesquisam e exploram mtodos de biorremediao atravs da fitorremediao (ANA LIGIA DINARDI, 2003).

O sucesso do tratamento empregando plantas aquticas vai alm do baixo custo; h muitas possibilidades de reciclagem da biomassa produzida, que pode ser utilizada como fertilizante, rao animal, gerao de energia (biogs ou queima direta), fabricao de papel, extrao de protenas para o uso em raes, extrao de substncias quimicamente ativas de suas razes para uso como estimulante de crescimento de plantas, etc. (GLASS, 1998).

Pesquisas realizadas

Segundo Anderson & Coats (1995) e Cunningham et al. (1996), pesquisas vm sendo realizadas principalmente nos EUA e na Europa, porm outros pases vm pesquisando e estudando esta tecnologia, como o caso do Canad, Coria e Japo. Pesquisadores do Laboratrio Nacional de Pesquisa em Fitorremediao (Coria), por exemplo, transferiram um gene da levedura Saccharomyces cerevisiae para o DNA da Arabidopsis thaliana, planta modelo em pesquisas genticas e o primeiro genoma vegetal seqenciado (ABRABI, 2004). O gene conferiu Arabidopsis tolerncia a metais pesados, como chumbo e cdmio. O resultado uma planta transgnica capaz de absorver esses metais do solo. Assim, pode-se prevenir a contaminao de pessoas e crianas, um grave problema em reas industriais. O chumbo altamente txico em seres humanos, podendo afetar o sistema nervoso central, clulas sangneas e rins, e o cdmio cancergeno mesmo em baixas concentraes.

Outra pesquisa, desenvolvida pela Universidade da Gergia, nos EUA, tambm modificou geneticamente a Arabidopsis thaliana, s que com dois genes da bactria Escherichia coli (ABRABI, 2004). Com isso, a nova variedade da planta capaz de absorver arsnico do solo - contaminao comum principalmente em algumas regies indianas, onde se estima que 250 mil pessoas consomem gua com o semi-metal. O arsnico utilizado na fabricao de vidros, cristais, inseticidas e tintas, entre outros, e pode causar cncer e afetar o sistema nervoso central. A Universidade da Gergia tambm desenvolve algodoeiros transgnicos para limpar solos contaminados com mercrio, que polui os solos de reas industriais e as reas de garimpo. As plantas j esto sendo testadas em um terreno da cidade de Danbury, no estado norte-americano de Connecticut, de onde 60 algodoeiros iro retirar o mercrio depositado por uma antiga fbrica de chapus. A cidade dever economizar cerca de US$ 500 mil o custo da remoo e recolocao do solo (ANA LIGIA DINARDI, 2003).

Tecnologias de fitorremediao

Alguns requisitos para a implantao de programas de fitorremediao devem ser levados em considerao, principalmente as caractersticas fsico-qumicas do solo e do contaminante, bem como sua distribuio na rea. Qualquer fator que venha a interferir negativamente no desempenho das plantas deve ser controlado ou minimizado, para favorecer sua ao descontaminante. desejvel que as plantas que apresentem potencial para fitorremediao possuam algumas caractersticas que devem ser usadas como indicativos para seleo (NEWMAN, 2004).

Naturalmente, torna-se difcil reunir todas essas caractersticas numa s planta; estudos esto sendo realizados com o intuito de selecionar as plantas que renem o maior nmero dessas caractersticas. Outro aspecto a ser observado que, embora a maioria dos testes avalie plantas isoladas, vrias espcies podem ser usadas em um mesmo local, ao mesmo tempo ou subseqentemente, para remover mais de um contaminante (MILLER, 1996).

A fitorremediao pode ser classificada dependendo da tcnica a ser empregada, da natureza qumica, ou das propriedades do poluente. As plantas podem remediar os solos contaminados atravs dos seguintes mecanismos: fito-extrao, fito-estabilizao, rizofiltrao, fitodegradao, fito-estimulao, fitovolatizao, cepas vegetativas, audes artificiais e barreiras hidrulicas. A Figura 1 mostra o funcionamento dos mecanismos da fitorremediao.

Figura 1 Mecanismos de fitorremediao

Estimulao da biorremediao dos metais por fungos, bactrias ou out ros microrganismos, na rizosfera

CO2 + H2OCO2 + H2OO2O2 Respiraodas razes

Adsoro ou acumulao dos metais pesados atravs do sistema radicular

H2O + nutrientes

O2, enzimas, cido actico,

outros

Mobilizao dos metaisou

Imobilizao dos metais

Volatilizao de alguns metais, p.ex. Hg e Se

Respirao nocturnaCO2 + H2O

O2

H2OTranspirao

O2CO2

Fotossntese

Deposio atmosfrica de metais,

p. ex. Pb, Cd

XilemaH2O + nutrientes

Floema

Fotossintetizados + O2

A fito-extrao ou fito-acumulao a absoro do metal contaminante pelas razes das plantas para o tronco e as folhas (Figura 2). aplicada principalmente para metais (Cd, Ni, Cu, Zn, Pb), podendo ser usada tambm para outros compostos inorgnicos (Se) e compostos orgnicos (MCGRATH, 1998). Esta tcnica utiliza plantas chamadas hiperacumuladoras, que tm a capacidade de armazenar altas concentraes de metais especficos (0,1% a 1% do peso seco, dependendo do metal). As espcies de Brassica juncea, Aeolanthus biformifolius, Alyssum bertolonii e Thlaspi caerulescens so exemplos de plantas acumuladoras de Pb, Cu/Co, Ni e Zn, respectivamente (MCGRATH, 1998).

.Figura 2 Esquema dos mecanismos de Plantas Hiperacumuladoras: (a) contaminantes no solo; (b) contaminantes adsorvidos pela planta.

A fito-estabilizao usa plantas para limitar a mobilidade e bio-disponibilidade de metais nos solos. As plantas usadas devem ser capazes de tolerar altos nveis de metais e imobiliz-los no solo por precipitao, complexao ou reduo de valncias do metal, (CARL MA & JOHN KINGSCOTT, 1997). Exemplos de plantas cultivadas com este fim so as espcies de Haumaniastrum, Eragrostis, Ascolepis, Gladiolus e Alyssum (POMPO, 1996).

A Rizofiltrao a tcnica que emprega plantas terrestres para absorver, concentrar e/ou precipitar os contaminantes de um meio aquoso, particularmente metais pesados ou elementos radiativos, atravs do seu sistema radicular (GLASS, 1998). Uma vegetao, em regio contaminada, pode influenciar a fora hidrulica do aqfero e controlar a migrao da pluma de contaminao para a superfcie, ao extrair a gua subterrnea. Para conseguir aproveitar esse efeito de bombeamento natural, usam-se rvores com razes profundas, cujas razes alcanam 30 m ou mais e absorvem de 200 a 2.000 l de gua por dia, como o choupo do Canad ou a alfaia. Plantas com grande biomassa radicular (hiperacumuladoras aquticas) so as mais satisfatrias, como Helianthus annus e Brassica juncea, as quais demonstraram ter potencial para uso nesta tecnologia (GLASS, 1998).

A fitodegradao o processo no qual as plantas so capazes de degradar poluentes orgnicos. Em alguns casos, os poluentes se transformam em molculas simples que so usadas para o crescimento da planta, (CARL MA & JOHN KINGSCOTT, 1997). Algumas plantas contm enzimas que quebram substncias orgnicas, como o tricloro-etileno (TCE) e alguns herbicidas, e os fragmentos so incorporados para uso da planta.

Tambm ocorre a biodegradao na rizosfera, que um processo mais lento que a fitodegradao. A regio ao redor das razes ambiente propcio para a proliferao de populaes microbianas naturais ou inoculadas, que degradam compostos orgnicos para a sua nutrio e obteno de energia, atravs da exsudao de enzimas (Figura 3). Entre essas enzimas, destacam-se as nitro-redutases (degradao de nitro-aromticos), desalogenases (degradao de solventes clorados e pesticidas) e lacases (degradao de anilinas) (CUNNINGHAM ET AL., 1996). Populus sp. e Myriophyllium spicatum so exemplos de plantas que possuem tais sistemas enzimticos (CUNNINGHAM, 1996).

Figura 3 Esquema da Fitodegradao de Poluentes.

A fito-estimulao utiliza as razes em crescimento (extremidades e ramificaes laterais) para promover a proliferao de microrganismos degradadores na rizosfera, que usam os metablitos exsudados da planta como fonte de carbono e energia. Alm disso, as plantas podem secretar, elas prprias, enzimas biodegradativas (POMPO, 1996). A aplicao da fito-estimulao limita-se aos contaminantes orgnicos (BROOKS, 1998). A comunidade microbiana na rizosfera heterognea, devido distribuio espacial varivel dos nutrientes nesta zona, porm as Pseudomonas so os organismos predominantes associados s razes (BROOKS, 1998).

A volatilizao um mtodo que envolve a introduo nas plantas do gene bacteriano associado reductase do on de mercrio, que reduz o ction ao metal (Hg), o qual voltil temperatura ambiente (BROOKS, 1998). Em alguns casos, a remoo realizada espontaneamente; o caso, por exemplo, do metalide, que se volatiliza em alguns sistemas vegetativos, sob a forma de dimetil-selendeo (Se(CH3)2) e dimetil-diselendeo (Se2(CH3)2). O mercrio, o selnio e o arsnio, so absorvidos pelas razes, convertidos em formas no txicas e depois liberados na atmosfera (BROOKS, 1998). Este mecanismo empregado tambm para compostos orgnicos (BROOKS, 1998).

As barreiras hidrulicas so poos de captao da gua subterrnea contaminada. Dentro dos poos existem bombas de suco, de onde a gua ser retirada atravs

de tubos at a estao. Da mesma forma, algumas rvores de grande porte, particularmente aquelas com razes profundas (Ex: Populus sp.), removem grandes quantidades de gua do subsolo ou dos lenis aquticos subterrneos, a qual evaporada atravs das folhas. Os contaminantes presentes na gua so metabolisados pelas enzimas vegetais, vaporizados junto com a gua ou simplesmente aprisionados nos tecidos vegetais (HORTIRELVA, 2004).

As capas vegetativas so coberturas vegetais, constitudas de capins ou rvores, feitas sobre aterros sanitrios (industriais e municipais), usadas para minimizar a infiltrao de gua da chuva, conter a disseminao dos resduos poluentes, e evitar que o lixo fique a cu aberto (HORTIRELVA, 2004). As razes incrementam a aerao do solo, promovendo a biodegradao, evaporao e transpirao (GLASS, 1998).

Os audes artificiais so ecossistemas formados por solos orgnicos, gua, microrganismos, algas e plantas aquticas vasculares que trabalham conjuntamente no tratamento dos efluentes, atravs das aes combinadas de filtrao, troca inica, adsoro e precipitao (GEOCITIES, 2004). o mais antigo mtodo de tratamento dos esgotos municipais e industriais, e no considerado como fitorremediao, pois se baseia nas contribuies de todo o sistema (GLASS, 1998).

Tipos de contaminante

No solo, os metais pesados tendem a ligar-se fortemente s argilas e outras partculas, concentrando-se e acumulando-se nas camadas superiores. No entanto, se estes elementos se tornarem mais mveis, podem ser lavados, acumulando-se nas guas subterrneas. Nesse caso, a qualidade das guas subterrneas, que muitas vezes so utilizadas no abastecimento domstico e industrial, pode piorar. O risco para a sade pblica ocorre se os metais forem assimilados pelas razes das plantas ou pelos organismos presentes no solo, propagando-se ao longo da cadeia alimentar.

Espcies de plantas podem ser selecionadas para extrair e assimilar, ou extrair e quimicamente decompor os contaminantes. Muitos compostos qumicos inorgnicos, considerados contaminantes ambientais, so, de fato, nutrientes vitais que podem ser absorvidos por meio do sistema de razes das plantas para o seu crescimento e desenvolvimento. Metais podem ser absorvidos e bio-acumulados nos tecidos das plantas. Compostos orgnicos, especialmente pesticidas, podem ser absorvidos e metabolizados pelas plantas, inclusive as rvores (OLIVEIRA, 1995).

As substncias alvo da fitorremediao incluem metais como chumbo, zinco, cobre nquel, mercrio e selnio (Pb, Zn, Cu, Ni, Hg, Se), compostos inorgnicos (NO3-, NH4+, PO4 3-, elementos qumicos radioativos (U, Cs, Sr), hidrocarbonetos derivados de petrleo (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX)), pesticidas e herbicidas (atrazine, bentazona, compostos clorados e nitro-aromticos), explosivos (TNT, DNT), solventes clorados, como tricloroetano e tetra-cloro-etileno (TCE e PCE), e resduos orgnicos industriais, como pentaclorofenol e hidrocarbonetos aromticos policclicos (PCP, PAHs), entre outros.

Locais de Contaminao

O aumento das atividades industriais e de minerao tem alterado o ciclo geoqumico e fluxo natural dos metais pesados, aumentando assim, a liberao desses elementos na biosfera. Estudos em locais prximos a complexos industriais e de refino de minrios apontam para concentraes elevadas de metais pesados no solo, os quais podem afetar a produtividade, biodiversidade e sustentabilidade dos ecossistemas, induzindo danos (s vezes irreversveis) no equilbrio biolgico, qumico e fsico do solo (BAKER, 2000).

O solo ainda continua sendo um dos principais receptores de metais pesados (BAKER, 2000), como tambm os aqferos e os manguezais. Neles so depositados ou enterrados os resduos responsveis por sua contaminao, apesar da existncia de algumas leis que visam a sua proteo. Esta contaminao tem, sobretudo, as seguintes origens:

- municipal e industrial: esgotos; aterros; injeo de efluentes em poos; deposio de lodos de estaes de tratamento de efluentes em zonas agrcolas, bacias e lagoas; parques de armazenamento de lodos; tanques de armazenamento, subterrneos ou no; cemitrios; locais de conteno de resduos; instalaes de incinerao; canais e valas de transporte de efluentes; derrames; etc. - agrcola: aplicao de fertilizantes e pesticidas, em especial - e outras: explorao mineira; explorao petrolfera; estaes de servio; bases e atividades militares; oleodutos; trfego automotivo; deposio atmosfrica; etc.

Efeitos dos metais pesados sobre as plantas

Vrios estudos com espcies de climas temperados demonstram que as plantas no so capazes de evitar completamente a absoro dos metais pesados, e que diferentes espcies tm desenvolvido uma srie de mecanismos de tolerncia (SHAW, 1989). Com relao a este aspecto, destacam-se trs tipos de plantas: acumuladoras, em que os metais concentram-se na parte area; indicadoras, em que a absoro e o transporte de metais pesados para a parte area so regulados, e a concentrao interna reflete os nveis externos de contaminao; e exclusoras, em que a concentrao de metais pesados na parte area mantida em nveis constantes at que uma concentrao crtica no solo seja alcanada, ocorrendo ento o aumento do transporte dos metais (BAKER, 1981). Uma vez absorvidos, os metais tendem a acumular-se nas razes, as quais so os primeiros rgos vegetais afetados pela contaminao do solo com esses elementos, acarretando no escurecimento, engrossamento e inibio do crescimento radicular. Na parte area, os sintomas mais tpicos so a clorose, similar deficincia de Fe, aparecimento de manchas foliares, necrose e morte das folhas (BARCEL & POSCHENRIEDER, 1992). Tais disfunes nas plantas afetam a vegetao e reduzem a habilidade competitiva e a taxa natural de regenerao das espcies (BRECKLE & KAHLE, 1992).

Com o objetivo de verificar o efeito isolado de metais pesados no crescimento de espcies arbreas, estudos bsicos de fitotoxicidade em soluo nutritiva foram realizados com espcies de eucalipto (Figura 4) e espcies arbreas nativas,

determinando-se as doses crticas de toxicidade (Tabela 1). Observa-se que a toxicidade dos elementos decrescente na seguinte ordem: Cd>Cu>Pb>Zn, sendo que Eucalyptus maculata apresentou maior tolerncia a Zn, enquanto o ip-roxo (Tabebuia impetiginosa (Mart.) Standl.) foi mais tolerante a Cd. Esta diferena de comportamento entre as espcies mostra a dificuldade de indicao de espcies para recomposio de reas contaminadas, pois na maioria dos casos, a contaminao ocorre por vrios metais simultaneamente (SOARES ET AL., 2001).

Figura 4 - Efeito de doses de Zn no crescimento de Eucalyptus maculata em soluo nutritiva.

Tabela 1. Doses crticas de toxicidade em soluo nutritiva para espcies arbreas.

Visando obter espcies promissoras para a revegetao em reas contaminadas, vrios estudos foram conduzidos, sendo que os principais resultados esto apresentados na Tabela 2. A sensibilidade das espcies arbreas e herbceas estudadas contaminao muito diferenciada, ocorrendo esse comportamento mesmo dentro de um mesmo gnero. Dentre as espcies arbreas, pode-se constatar a alta susceptibilidade do gnero Pinus e a baixa sensibilidade da Acacia mangium e de algumas espcies de eucalipto (Eucalyptus torelliana, Eucalyptus grandis e Eucalyptus citriodora). A utilizao da espcie nodulfera Acacia mangium apresenta potencial para a revegetao de reas contaminadas, devido ao incremento de grande quantidade de liteira, com baixa relao C/N, que favorece a atividade microbiana do solo como um todo. Enquanto isso, a utilizao das espcies de eucalipto menos susceptveis contaminao apresenta a vantagem de rpido crescimento, sistema radicular bastante desenvolvido, e facilidade de aclimatao, alm da possibilidade de retorno econmico em funo de seu aproveitamento. Vrias espcies remanescentes na rea contaminada ainda no

foram avaliadas em condies controladas, para verificar a sensibilidade contaminao, mas o fato de estarem ainda sobrevivendo contaminao, sugere que estas espcies apresentam potencial para emprego em programas de fitorremediao. Tabela 2. Espcies vegetais estudadas e remanescentes na rea contaminada por metais pesados, e respectivo grau de sensibilidade contaminao (GRAZZIOTTI, 1999; SOARES, 1999; MARQUES

ET AL., 2000; CARNEIRO ET AL., 2002).

Espcies Sensibilidade - Arbreas

Acacia mangium (accia) 0 Peltophorum dubium (Spreng) Taub. (angico amarelo) ++ Anadenanthera peregrina (Benth.) Speg. (angico vermelho) +++ Machaerium nictitans Benth. (bico de pato) ++ Cedrella fissilis (cedro) 0 Casearia lasiophylla Eichler (espeto) + Senna macranthera (Vell.) I & B (fedegoso) + Solanum granuloso-leprosum Dun. (gravitinga) ++ Tabebuia impetiginosa (Mart.) Standl. (ip-roxo) 0 Platypodium gonoacantha (Mart.) Macbr. (jacarand branco) + Piptadenia gonoacantha (Mart) Macbr. (jacar) +++ Hymenaea courbaril L. (jatob) 0 Cordia trichotoma (Vell.) Arrab. (louro) + Dendropanax cuneatum (DC.) Dcne. & Planch (Maria mole) + Myroxylon peruiferum L.f. (leo blsamo) ++ Copaifera langsdorffi Desf. (leo copaba) + Myrsine umbellata Mart. (pororoca) + Mimosa caesalpiniaefolia Benth. (sabi) + Sebastiania schottiana (sebastiana) ++ Trema micrantha Blume. (trema) + Eucalyptus maculata + Eucalyptus cloeziana + Eucalyptus pilularis +++ Eucalyptus grandis 0 Eucalyptus saligna + Eucalyptus torelliana 0 Eucalyptus resinifera + Eucalyptus pyrocarpa +++ Eucalyptus camaldulensis ++ Eucalyptus citriodora 0 Eucalyptus pellita ++ Eucalyptus punctata ++ Eucalyptus urophylla + Pinus caribaea var. hondurensis +++ Pinus oocarpa +++ Pinus elliottii +++

Enterolobium contortisiliquum (tamboril) ++ Sesbania virgata (sesbania) +++ - Herbceas

Brassica sp. (mostarda) 0 Pfaffia sp. (calaminacia) 0 Bidens pilosa L. (pico preto) +++ Sida glaziovii K. Schum (guanxuma) +++ Nicandra physaloides Gaertn. (lobeira) +++ Arachix pintoia (amendoim bravo) +++ Rhynchelytrum repens (Willd.). Hubb. (capim favorito) +++ Brachiaria decumbens Stapf (braquiria decumbens) ++ Brachiaria decumbens Stapf (braquiria decumbens-CMM) +++ Brachiaria ruziziensis Germain Evrard (braquiria ruziziensis) +++ Brachiaria brizantha Stapf (braquiria brizantha) ++ Brachiaria humidicola (R.) Scheweickt (braquiria humidcola) +++ Cenchrus echinatus L. (capim carrapicho) +++ Avena strigosa Schreb (aveia preta) + Pennisetum americanum (milheto) + Sorgum sudanensis (sorgo) +++ Chloris gayana Kunth (capim Rhodes) +++ Panicum maximum Jacq. cv colonio (capim colonio-CMM) + Panicum maximum Jacq. cv Tanzania (capim Tanznia) ++ Panicum maximum Jacq. cv mombaa (capim mombaa) ++ Andropogon gayanus Kunt cv baet (capim andropogon) ++ Andropogon gayanus Kunt cv baet (capim andropogon-CMM) +++ Melinis minutiflora Beauv (capim gordura) +++ Setaria sphacelata Schumach Moss (capim setria) ++ Euchlaena mexicana Schrad (teosinto) + Urocloa mosambicensis (capim urocloa) ++ Panicum maximum Jacq. cv colonio (capim colonio) ++ - Herbceas

Cyperus rotundus (tiririca) 0 Cenchrus ciliares L. (capim bfalo) + Paspalum sp. (capim CMM) ++ Cynodon dactylon (L.) Pers (grama seda) + 0= pouco sensveis; + = sensveis; ++ = muito sensveis; +++ = altamente sensveis

De acordo com Antosiewics (1992), espcies herbceas coletadas em reas contaminadas so fontes potenciais para programas de fitorremediao, uma vez que as mesmas apresentam adaptaes a ambientes estressantes. Avaliou-se um total de 31 espcies herbceas visando a escolha destas para emprego em programas de fitorremediao, onde foi observado um gentipo de planta encontrado numa rea de minerao de hemimorfita (Zn4S2O7(OH)2.2H2O) identificado como do gnero Pfaffia sp., conhecida vulgarmente como calaminacia

(Figura 5), que se mostrou bastante tolerante ao excesso de metais pesados no solo, em comparao a outras espcies estudadas. Alm disso, o emprego do gnero Pfaffia apresenta grande potencial devido sua capacidade de acmulo de metais na parte area, em teores de at 133 e 272 mg kg-1 de Cd e Zn, respectivamente.

Figura 5. Crescimento da Pfaffia sp. (calaminacia) em solo contaminado por metais pesados.

A capacidade das plantas de extrair contaminantes, visando o estabelecimento de vegetao em rea contaminada, foi estudada por Carneiro et al. (2001) utilizando semeadura com mistura de nove espcies herbceas e a crucfera Brassica sp. (mostarda no cultivada), realizando-se avaliaes aos 60 (primeiro corte) e 120 dias (segundo corte). A mostarda apresentou-se pouco sensvel contaminao, sendo que as gramneas no segundo corte foram favorecidas pelo cultivo anterior com a mostarda. Este comportamento pode ser explicado pela maior absoro de metais pela mostarda, principalmente no tratamento inoculado com fungos micorrzicos arbusculares (FMAs) (Antosiewics, 1992), que favorece o estabelecimento das plantas em solos contaminados, embora a crucfera no seja hospedeira de FMAs. Isto representa um grande avano em programas de reabilitao de solos degradados pelo excesso de metais pesados utilizando espcies vegetais tropicais. Estudos como esses ainda no foram conduzidos no campo e merecem ateno especial.

Vantagens e desvantagens da fitorremediao

A fitorremediao uma tcnica que apresenta um elevado potencial de utilizao, devido s vantagens que apresenta em relao s outras tcnicas de remediao de contaminantes do solo. Porm como outras tcnicas, a fitorremediao apresenta algumas limitaes, principalmente com relao a compostos orgnicos em geral e agrotxicos, que foram relatadas por Narayanan et al. (1996), Cunningham et al. (1996), Miller (1996) e Macek et al. (2000).

A fitorremediao apresenta vrias vantagens, porm o baixo custo a principal, em relao s tcnicas tradicionalmente utilizadas, envolvendo a remoo do solo para

tratamento ex situ. Na maioria dos casos, os equipamentos e suprimentos empregados no programa de fitorremediao so os mesmos utilizados na agricultura. Logo, quando a fitorremediao implantada em reas agrcolas, o custo ainda menor.

As plantas ajudam no controle do processo erosivo, elico e hdrico. Nesse ltimo caso, evitam o carregamento de contaminantes para a gua e o solo e, por conseguinte, reduzem a possibilidade de contaminao de lagos e rios. As plantas so mais favorveis esteticamente (melhoria da paisagem), do que qualquer outra tcnica de biorremediao, e podem ser implementadas com mnimo distrbio ambiental, reduzindo o impacto ambiental.

Outras vantagens so que as plantas so mais fceis de ser controladas do que os microrganismos, as propriedades biolgicas e fsicas do solo so mantidas, e, no raro, at melhoradas. Alm disso, possvel a incorporao da matria orgnica ao solo, quando no h necessidade de retirada das plantas fitorremediadoras da rea contaminada. Esta tcnica tambm til em locais onde a quantidade de solo a ser descontaminado muito elevada. Considerando esses fatores e o custo mais baixo esperado para a fitorremediao, ela pode ser usada em maior escala do que seria possvel no caso de outros mtodos.

A fitorremediao apresenta algumas desvantagens em relao a outras tcnicas por ser uma tecnologia ainda em desenvolvimento, e por ainda no possuir suficientes resultados concretos de pesquisas realizadas, ela no aceita por algumas entidades reguladoras. Outra desvantagem que para remediar o solo, os metais devem estar a uma distncia inferior a 5 m da superfcie. Alm disso o clima um fator que deve ser levado em considerao, pois pode restringir o crescimento de plantas fitorremediadoras.

Este mtodo tambm apresenta algumas dificuldades: a seleo de plantas, principalmente em relao descontaminao de herbicidas de amplo espectro de ao, ou em misturas de contaminantes no solo; o tempo requerido para obteno de uma despoluio satisfatria pode ser longo (usualmente mais de uma estao de crescimento); e o contaminante deve estar dentro da zona de alcance do sistema radicular.

As plantas so, em geral, seletivas ao metal a ser removido, embora possam ocasionalmente remover mais do que um metal; se a concentrao dos metais no solo for muito txica, a vegetao pode no se desenvolver. Na fitorremediao de compostos orgnicos, as plantas podem metabolizar os compostos, o que no quer dizer que eles sero completamente mineralizados; em alguns casos, os metablitos podem ser mais problemticos do que os compostos originais. Por fim, pode haver propagao da contaminao na cadeia alimentar, se as plantas acumuladoras forem ingeridas por animais.

Concluses

A fitorremediao mostra-se como um avano da biotecnologia para o tratamento do solo e gua, que vm sofrendo agresses antropognicas. Esta tcnica j sofreu

avanos significativos quanto natureza dos agentes poluidores, surgindo, assim, uma gama de mtodos de fitorremediao.

O tema abordado cresce em dificuldade na medida em que visa no s reconstruir ou remediar, mas faz-lo segundo as leis naturais, ou seja, valer-se dos prprios meios que a natureza idealizou para defender-se.

Atualmente d-se preferncia s tcnicas de descontaminao in situ, por perturbar menos o meio ambiente, e a tcnicas que sejam mais econmicas e que apresentam facilidade de aplicao. Estas so as principais vantagens da fitorremediao; alm de poder ser aplicada em grandes reas, pode tambm tratar diversos poluentes orgnicos e inorgnicos.

Apesar de existirem limitaes, os benefcios apresentados pela fitorremediao a tornam uma tcnica promissora. Contudo, ela requer ao conjunta de profissionais de diversas reas, no intuito de identificar espcies capazes de atuar eficazmente na descontaminao de solos.

Referncias

ABRABI (2004) - http://www.abrabi.org.br/planta-transgenica.htm. Acesso em: 16 ago 2004 ADAM, G. & DUNCAN, H. (2002) - Influence of diesel fuel on seed germination. Environmental Pollution, v. 120, n. 2, p. 363-370. ANA LIGIA DINARDI, VANESSA MORAES FORMAGI & RONALDO PELEGRINI. (2003) Fitorremediao www.agr.unicamp.br Faculdade de Engenharia Agrcola. ANDERSON, T. A. & COATS, J. R. (1995) - Screening rhizosphere soil samples for the ability to mineralize elevated concentrations of atrazine and metolachlor. Journal of Environmental Science Health, B, v. 30, p. 473-484. ANTOSIEWICZ, D. M. (1992) - Adaptation of plants to an environment polluted with heavy metals. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 61:281-299. BAKER, A. J. M.; McGRATH, S. P.; SODOLI, C. M. D. & REEVES, R. D. (1994) - The possibility of in situ heavy metal decontamination of polluted soils using crops of metal accumulating plants. Resources, Conservation and Recycling, Amsterdam, v. 11, p. 41-49, 1994. BAKER, A. J. .M. (1981) - Accumulators and excluders strategies in the response of plants to heavy metals. Journal of Plant Nutrition, 3:643-654. BAKER, A. J. M., MCGRATH, S. P., REEVES, R. D. & SMITH, J. A. C. (2000) - Metal hyperaccumulator plants: a review of the ecology and physiology of a biological resource for phytoremediation of metal-polluted soils. In: Terry, N. and Bauelos, G. (eds), Phytoremediation of contaminated soil and water, Lewis Publishers, Boca Raton, EUA, pp 85-107. BAUELOS, G..S. (2000) - Factors influencing field phytoremediation of selenium-laden soils. In: Terry, N. and Bauelos, G. (eds), Phytoremediation of contaminated soil and water, Lewis Publishers, Boca Raton, EUA, pp 41-59. BARCEL, J.; POSCHENRIEDER, Ch. (1992) -Respuestas de las plantas a la

contaminacion por metales pesados. Suelo y Planta, 2:345-361. BRECKLE, S. W.; KAHLE, H. (1992) - Effects of toxic heavy metals (Cd, Pb) on growth and mineral nutrition of beech (Fagus sylvatica L.). Vegetation, 101:43-53. BROOKS, R. R (1998) - Phytoremediation by volatilisation. In Brooks, R.R [Ed], Plants that Hyperaccumulate Heavy Metals, CAB International, Wallingford, p.289. BURKEN, J. B. (2002) - VOCs Fate and Partitioning in Vegetation: Use of Tree Cores in Groundwater Analysis. Environmental Science Technology, v. 36, n. 21, p. 4663 -4668. CARL MA & JOHN KINGSCOTT (1997) - [17Epa] Recent Developments for In Situ Treatment of Metal Contaminated Soils, EPA, March, 1997, EPA 542R97004, 104 pp. CARNEIRO, M. A. C.; SIQUEIRA, J. O.; MOREIRA, F. M. S. (2001) - Estabelecimento de plantas herbceas em solo com contaminao de metais pesados e inoculao de fungos micorrzicos arbusculares. Pesquisa Agropecuria Brasileira, Braslia, 36:1443-1452. CHEKOL, T.; VOUGH, L. R. & CHANEY, R. L. (2004) - Phytoremediation of polychlorinated biphenyl-contaminated soils: the rhizosphere effect. Environment International, v. 30, n. 6, p. 799-804. COLE, M. A.; ZHANG, L.& LIU, X. (1995) - Remediation of pesticide-contaminated soil by planting and compost addition. Composting Science Utilization, v. 3, p. 20-30. CUNNINGHAM, S. D.; ANDERSON, T. A. & SCHWAB, A. P. (1996) - Phytoremediation of soils contaminated with organic pollutants. Advanced Agronomy, v. 56, p. 55-114. CUNNINGHAM, S. D. & BERTI, W.R. (2000) - Phytoextraction and Phytostabilization: technical, economic, and regulatory considerations of the soil-lead issue. In: Terry, N. and Bauelos, G. (eds), Phytoremediation of contaminated soil and water, Lewis Publishers, Boca Raton, EUA, pp 359-376 DOTY, S. L.; SHANG, T. Q.; WILSON, A. M.; MOORE, A. L.; NEWMAN, L. A. & STRAND, S. E. (2003) - Metabolism of the soil and groundwater contaminants, ethylene dibromide and trichloroethylene, by the tropical leguminous tree, Leuceana leucocephala. Water Research, v. 37, n. 2, p. 441-449. GEOCITIES (2004) - http://www.geocities.com/SiliconValley/Drive/5014/branci3.html. Acesso em: 15 set 2004 GLASS, D. J (1998) - The 1998 United States Market for Phytoremediation, D. Glass Associates, Needham, p.139. HORTIRELVA (2004) - http://www.hortirelva.pt/etares.htm - Macrfitas em tratamento de gua . Acesso em: 10 set 2004 HUANG, X. D. & PENROSE, D. M. (2004) - Responses of three grass species to creosote during phytoremediation. Environmental Pollution, v. 130, n. 3, p. 453-463. HUANG, X. D.; PENROSE, D. M.; GLICK, B. R. & GREENBERG, B. M. A (2004) A multi-process phytoremediation system for removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from contaminated soils. Environmental Pollution, v. 130, n. 3, p. 465-476.

KIRKA, J. L.; KLIRONOMOSB, J. N.; LEEA H. & TREVORS, J. T. (2002) - Phytotoxicity assay to assess plant species for phytoremediation of petroleum-contaminated soil. Bioremediation Journal, v. 6, n. 1 , p. 57-63. KUMAR, P. B. A. N., DUSHENKOV, V., MOTTO, H. & RASKIN, I. (1995) - Phytoextraction: The use of plants to remove heavy metals from soils. Environmental Science Technology, 29 (5), 1232-1238. LINDAU, C. W.; DELAUNE, R. D. & DEVAI, I. (2003) - Rate of Turnover and Attenuation of Crude Oil Added to a Louisiana Sagittaria lancifolia Freshwater Marsh Soil. Spill Science & Technology Bulletin, v. 8, n. 5-6, p. 445-449. MA, L. Q.; KOMAR, K. M.; TU, C.; ZHANG, W.; CAI, Y. & KENNELLEY, E. D. (2001) - A fern that hyperaccumulates arsenic. Nature, 409, 579. MACEK, T.; MACKOV, M. & K, J. (2000) - Exploitation of plants for the removal of organics in environmental remediation. Biotechnology Advances, v. 18, p. 23-34. MARCHIOL L.; ASSOLARI, S.; SACCO P. & ZERBI G. (2004) - Phytoextraction of heavy metals by canola (Brassica napus) and radish (Raphanus sativus) grown on multicontaminated soil. Environmental Pollution, v. 132, n. 1, p. 21-27. MCGRATH, S. P. (1998) - Phytoextraction for soil remediation. In Brooks, R. R [Ed], Plants that Hyperaccumulate Heavy Metals, CAB International, Wallingford, p.261. MEAGHER, R. B., RUGH, C. L., KANDASAMY, M. K., GRAGSON, G. & WANG, N. J. (2000) - Engineered phytoremediation of mercury pollution in soil and water using bacterial genes. In: Terry, N. and Bauelos, G. (eds), Phytoremediation of contaminated soil and water, Lewis Publishers, Boca Raton, EUA, pp 201-219. MILLER, R. R. (1996) - Phytoremediation. Disponvel em http://www.gwrtac.org. Acesso em: 18 jun 2001. NARAYANAN, M. et al. (1996) - Experimental and modeling studies of the fate of trichlorethylene in a chamber with alfafa plants. 1996. Online. Disponvel em http:// www.engg.ksu.edu/HSRC/home.html. Acesso em: 18 jun 2001. NEWMAN, L. A. & REYNOLDS, C. M. (2004) - Phytodegradation of organic compounds. Current Opinion in Biotechnology, v. 15, n. 3, p. 225-230. OLIVEIRA, I. B. (1995) - Infiltration of Organic Liquids in Unsaturated sands: Comparison of Experimental Measurements With Scaled and Unscaled Analytical Solutions, The University of Michigan, PhD Dissertation, 345pp . POMPO, M. L. M (1996) - Hidroponia e as macrfitas aquticas. Anais Sem. Reg. Ecol., So Carlos, SP, 8: 73-80. PRADO, J. & WINDISCH, P. G. (2000) - The genus Pteris L. (Pteridaceae) in Brazil. Boletim do Instituto Botnico. 13, 103-199. RUGH, C. L. (2004) - Genetically engineered phytoremediation: one man's trash is another man's transgene. Trends in Biotechnology. RYAN, J. A. et al. (1993) - In Situ Lead Immobilization by Apatite, Environmental Science & Technology, 27, No. 9, pp. 1803-1810. SALT, D. E., BLAYLOCK, M., KUMAR, P. B. A. N., DUSHENKOV, V., ENSLEY, B. D., CHET, I., & RASKIN, I. (1995) - Phytoremediation: a novel strategy for the removal of toxic metals from the environment using plants. Biotechnology, 13, 468-

474. SCHNOOR, J. L., LICHT, L. A., MCCUTCHEON, S. C., WOLFE, N. L. & CARREIRA, L. H. (1995) - Phytoremediation of Organic and Nutrient Contaminants. Environmental Science Technology, 29 (7), 318 A-323 A. SENGUPTA, M. (1993) - Environmental impacts of mining: monitoring, restoration, and control. Boca Raton: Lewis, 1993. 494 p. SHAW, A. J. (1989) - Heavy metal tolerance in plants: Evolutionary aspects. New York, cRc Press. 355p. SOARES, C. R. F. S. (1999) - Toxidez de zinco, cobre, cdmio chumbo para eucalipto em soluo nutritiva. Lavras: UFLA. 132p. (Dissertao-Mestrado em Solos e Nutrio de Plantas). SOARES, C. R. F. S.; ACCIOLY, A. M. A.; MARQUES, T. C. L. L. S. M.; SIQUEIRA, J. O.; MOREIRA, F. M. S. (2001) - Acmulo e distribuio de metais pesados nas razes, caule e folhas de mudas de rvores em solo contaminado por rejeitos de indstria de zinco. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 13(3): 302-315. VENOSA, A. D.; LEE, K. & SUIDAN, M. T. (2002) - Bioremediation and Biorestoration of a Crude Oil-Contaminated Freshwater Wetland on the St. Lawrence River. Bioremediation Journal, v. 6, n. 3, p. 261-281. VOSE, J. M. et al. (2000) - Leaf water relations and sapflow in Eastern cottonwood (Populus detoides Bartr.) trees planted for phytoremediation of a groundwater pollutant. Intern. Journal of Phytoremediation, v. 2, p. 53-73. WEIS, J. S. & WEIS, P. (2004) - Metal uptake, transport and release by wetland plants: implications for phytoremediation and restoration, Environment International, v. 30, n. 5, p. 685-700.