Fitorremediação natural e planejada: entenda o processo

Fitorremediação

O uso de plantas e dos seus microrganismos associados para fins de limpeza ambiental é denominado de fitorremediação (PILON-SMITS, 2005). Em geral, a fitorremediação pode ser considerada uma tecnologia disponível na natureza, uma vez que diversas espécies de plantas possuem naturalmente a capacidade de absorver, acumular, transformar ou degradar contaminantes orgânicos e inorgânicos.

Neste material você vai entender um pouco mais sobre:

•  Aplicação da fitorremediação
•  A fitorremediação em áreas restritas ao acesso humano
•  A fitorremediação planejada
•  Fitorremediação de orgânicos
•  Fitorremediação de inorgânicos

Fitorremediação em áreas restritas

Muitas áreas contaminadas por atividades antrópicas podem se tornar restritas ao acesso humano, como algumas áreas de mineração de metais pesados (cobre, ouro, níquel etc.), derramamento de produtos da indústria petroquímica (petróleo, gasolina, diesel etc.), acúmulo de isótopos radioativos (iodo radioativo, césio, urânio etc.), aterros sanitários abandonados, entre outras.

Quando as áreas contaminadas são restritas ao acesso humano (como ocorre em áreas com isótopos radioativos), pode-se deixar que ocorra o processo natural de fitorremediação. Nesse caso, ocorrerá o desenvolvimento de uma cobertura vegetal com plantas locais que possuam mecanismos naturais de tolerância, acúmulo, translocação, transformação e degradação de poluentes.

Nessas áreas, devido aos riscos envolvidos à saúde humana, geralmente é realizado somente o monitoramento do ambiente. Assim, são monitoradas as concentrações dos poluentes no solo, na água, na atmosfera e a sua acumulação na flora e na fauna. Com o passar dos anos, a tendência é que ocorra uma redução natural das concentrações e/ou dos efeitos tóxicos dos contaminantes nessas áreas.

Na agricultura, por exemplo, isótopos radioativos são utilizados em fertilizantes para verificar a capacidade de absorção desses compostos pelas plantas. No entanto, os isótopos radioativos também são muito utilizados na área da medicina, para o tratamento de câncer, por exemplo. Muitos desses isótopos radioativos podem se acumular em algumas áreas devido ao descarte incorreto de resíduos.

A fitorremediação planejada

Nas áreas contaminadas que não oferecem grandes riscos à saúde humana, pode-se realizar um planejamento que irá otimizar o processo de limpeza ambiental. A maioria das áreas contaminadas com algum poluente ambiental encontra-se nessa categoria, podendo, assim, ocorrer a interferência humana para planejar e otimizar a fitorremediação.

O primeiro passo no planejamento é avaliar a natureza do poluente. Isso deve ser realizado, pois poluentes orgânicos e inorgânicos exigem diferentes tecnologias de fitorremediação. Por exemplo, os poluentes orgânicos podem ser degradados na região das raízes por enzimas liberadas pelas plantas, através da atividade enzimática da microbiota do solo, ou podem ser degradados dentro das células vegetais, após a sua absorção e translocação aos tecidos. Contudo, os poluentes inorgânicos, como os metais pesados, não podem ser degradados. Logo, não é possível utilizar a mesma tecnologia de fitorremediação aplicada em áreas contaminadas com poluentes orgânicos em áreas com poluentes inorgânicos.

Após avaliar a natureza do poluente ambiental é necessário escolher as espécies de plantas que possuem os mecanismos para realizar a limpeza ambiental. Como características gerais, a espécie de planta utilizada deve ter rápido desenvolvimento, competitividade, resistência ou tolerância aos efeitos tóxicos do contaminante, bom desenvolvimento de raiz, adaptação aos solos e ao regime hídrico local, entre outras características. Atualmente diversas espécies de plantas de cobertura estão sendo avaliadas quanto ao seu potencial fitorremediador, como por exemplo, o feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), a aveia-preta (Avena strigosa) e a mucuna preta (Mucuna aterrima).

Contaminantes orgânicos

Pesticidas, petróleo, diesel e outros são potenciais contaminantes orgânicos. Esses são utilizados em grande escala pela atividade antrópica. Para esses contaminantes, as plantas destinadas à fitorremediação devem possuir mecanismos que estimulem a microbiota do solo no processo de degradação do contaminante ou as próprias plantas realizam a degradação do contaminante através da produção de enzimas na rizosfera ou a degradação no interior de suas células. 

Em muitos casos o contaminante orgânico pode ser absorvido pelas plantas e transformado em uma molécula intermediária não tóxica, e assim se acumular nos tecidos das plantas sem efeitos nocivos para o vegetal ou para os animais silvestres que consomem seus tecidos ou frutos. O feijão-de-porco (C. ensiformis) é bom exemplo de planta fitorremediadora que pode ser empregada em solos com contaminantes orgânicos (pesticidas, por exemplo).

Contaminantes inorgânicos

Metais pesados como cobre, zinco, ferro, manganês e níquel são requeridos pelas plantas e possuem funções no metabolismo. No entanto, a elevada concentração desses metais no solo pode levar à contaminação. Para esses contaminantes as plantas utilizadas para a fitorremediação devem possuir mecanismos que estimulem a sua complexação, absorção, translocação, transformação ou acumulação. 

A complexação do contaminante inorgânico pode ocorrer na região da rizosfera quando uma molécula orgânica liberada pelas raízes captura o metal em sua estrutura. A absorção e a translocação do contaminante inorgânico com posterior acúmulo nos tecidos vegetais aéreos permite que a sua parte aérea seja colhida e transportada para outra área ou utilizada para diversos fins, como madeira, incineração etc. Ainda, alguns contaminantes inorgânicos podem ser transformados em formas voláteis e não tóxicas, como ocorre com o selênio (Se) e o mercúrio (Hg).

Algumas plantas, como o feijão-de-porco (C. ensiformis) e a aveia-preta (A. strigosa), podem ser utilizadas como plantas de cobertura em áreas contaminadas com cobre ou zinco, por exemplo, pois apresentam elevada capacidade de absorção e acúmulo desses metais em seus tecidos, além de elevado acúmulo de biomassa.

Avaliação e monitoramento

Por fim, é necessário avaliar os custos estimados, os recursos disponíveis e os resultados esperados. É fundamental que exista um equilíbrio nestes três aspectos. Após a aplicação das plantas fitorremediadoras conforme as especificadas de cada área, é necessário que ocorra o monitoramento ambiental para avaliar a dinâmica do contaminante no ecossistema. Muitos contaminantes podem ficar restritos ao local, contudo, outros podem ser transferidos para biomassa animal via consumo dos tecidos vegetais. Nesse caso, a fauna local também deve ser monitorada.

Aplicação

O cultivo de videiras em regiões úmidas por várias décadas levou a um acúmulo de cobre no solo devido à aplicação em longo prazo de fungicidas cúpricos. Nessas áreas, o estabelecimento de novas vinhas é prejudicado pelo excesso desse metal no solo. O cultivo de plantas de cobertura com elevada capacidade de acúmulo de metais em seus tecidos pode ser uma alternativa para reduzir os níveis de cobre no solo, reduzindo assim os danos provocados por esse metal nas videiras jovens.

Próximo material
No próximo material serão apresentadas as tecnologias de fitorremediação e suas aplicações. 

Referências

PILON-SMITS, E. Phytoremediation. Annual Revisions in Plant Biology, v. 56, p. 15-39, 2005.