ANLISE DA FITORREMEDIAO COMO MTODO DE RECUPERAO DE REAS DEGRADADAS PELA MINERAO

Branches, A.M.B., graduando em Engenharia de Minas e Meio Ambiente, UFPA andrebranches@gmail.com

Rodrigues, V. M. graduando em Engenharia de Minas e Meio Ambiente, UFPA

RESUMO A minerao est presente na humanidade desde os tempos mais remotos.

Entretanto, os problemas originados pela minerao s receberam a devida importncia a partir da metade do sculo passado. Assim, um tema comeou a ganhar uma maior ateno do meio cientfico: a Fitorremediao. Um mtodo de baixo custo que limpa reas contaminadas com metais pesados com plantas tolerantes intoxicao, que removem e/ou estabilizam os contaminantes, e que permitem a recuperao desses metais gerando em determinados casos a Fitominerao. Tem-se assim mais uma arma contra a degradao de reas mineradas, que necessita de mais estudos, pois uma linha de pesquisa muito promissora no Brasil devido a vasta flora existente.

Palavras Chave: Fitorremediao; Recuperao; Metais Pesados; Minerao.

ABSTRACT: Mining is present in humanity since ancient times. However, the problems generated by mining only received adequate attention from the middle of last century. Thus, a theme began to gain more attention from the scientific: the Phytoremediation. A low cost method to clean areas contaminated with heavy metals that uses plants tolerant to poisoning, which remove and / or stabilize contaminants, and allowing the recovery of these metals generating in certain cases the Fitomining. It has been well over a weapon against the degradation of mined areas, which needs further study because it is a very promising line of research in Brazil due to extensive existing flora.

Keywords: Phytoremediation; Recovery; Heavy Metals; Mining.

INTRODUO

A minerao est presente na humanidade desde os tempos mais remotos quando surgiram as primeiras armas, acessrios e ferramentas metlicas. To presente que a evoluo das tcnicas de retirada e beneficiamento dos minrios foi essencial para o progresso da humanidade. Entretanto, os problemas originados pela minerao, como a contaminao do solo e gua por metais pesados, s receberam a devida importncia a partir da metade do sculo passado quando graves problemas sade humana e ambientais foram divulgados pela imprensa mundial, introduzindo assim o conceito de sustentabilidade, a extrao do bem mineral degradando o mnimo possvel o meio ambiente, melhorando assim as condies de vida da populao. Neste mbito, muitas tcnicas, mtodos, reagentes, equipamentos, etc... foram desenvolvidos e testados para tentar, pelo menos, minimizar os danos gerados a natureza. O problema que a maioria necessitaria de alto investimento, o que inviabilizou grande parte dos mesmos. O uso de tecnologias adequadas e com menor custo tornou-se essencial. Ento, no comeo dcada de 90 um tema comeou a ganhar uma maior ateno do meio cientfico: A facilidade/resistncia que certas plantas possuem de capturar ou simplesmente neutralizar a ao de determinados compostos txicos aos solos e/ou gua, servindo como verdadeiros filtros verdes (Pilon-Smits, 2005), denominada de Fitorremediao, muito utilizada atualmente em sistemas de saneamento de gua e recuperao de solos contaminados pela agricultura. As plantas que podem absorver metais em concentraes cerca de 1000 vezes superior as demais foram denominadas Hiperacumuladoras (Kumar et AL., 1995). E para destacar mais esse assunto, observou-se que a relao custo-benefcio compensava, pois os gastos desta tecnologia comparados s tcnicas artificiais eram muitos menores e que determinadas espcies de plantas conseguem absorver metais com bom valor de mercado, caracterizando assim a Fitominerao, pois esses metais podem ser recuperados para uso posterior. Desse modo faz-se necessrio maior investimento e estudos desta tecnologia amiga do meio ambiente, pois a recuperao de reas degradadas pela minerao fundamental para diminuir os impactos dessa atividade indispensvel ao progresso humanidade

DEFINIO

Entende-se por Fitorremediao a utilizao de plantas como filtros ou armadilhas para a reduo ou remoo dos nveis de determinado contaminante do solo, sedimentos e/ou gua atravs da degradao, retirada, armazenamento ou imobilizao dos poluentes. As plantas que possuem a capacidade de armazenar contaminantes acima da mdia das demais so chamadas de Hiperacumuladoras. Este um mtodo auto-sustentvel e fisicamente favorvel a remediao de reas com nveis de contaminao de moderado a baixo e pode ser usado em associao com outros mtodos mais tradicionais ou como ltima etapa de um processo de descontaminao (Grato, 2005). Em alguns casos, para melhorar o processo de fitorremediao pode ser feito um pr-tratamento do solo com substncias que permitiro uma melhor interao entre o metal e a planta atuando como um quelante.

Para despoluir reas mineradas(retirada de metais pesados) os tipos utilizados so Fitoextrao, Fitoestabilizao, Rizofiltrao e/ou Fitovolatilizao, sendo este ltimo uma particularidade para o Mercrio (Hg). Existe tambm a Fitodegradao e a Rizodegradao que, como a Fitovolatilizao, podem ser utilizadas para a limpeza de reas contaminadas por contaminantes orgnicos e, por isso, no sero destacadas nesse trabalho.

TIPOS

FITOEXTRAO

Processo pelo qual a planta absorve o metal pesado contaminante pela raiz e realoca nas suas partes areas (folha, flor, fruto e/ou caule) limpando assim o local. Como diferentes plantas podem absorver e resistir diferentes nveis de contaminantes metlicos, muitas vezes uma associao entre diferentes espcies pode obter melhor resultado limpeza de reas com contaminantes distintos.

Figura 01: Fitoextrao

RIZOFILTRAO

Utilizao de plantas para remoo/diminuio dos contaminantes pela absoro e realocao dos mesmos nas partes areas das plantas, similar a Fitoextrao, entretanto neste caso o contaminante retirado da gua ao invs do solo. Neste

processo a planta pode estar tanto no solo, descontaminando guas subterrneas, quanto com as razes imersas em soluo hidropnica + contaminante. No segundo caso, inicialmente a planta cresce em hidroponia e quando o sistema radicular estiver bem desenvolvido transferida para o sistema contaminado, mas mantendo ainda as condies hidropnicas. Quando a planta estiver saturada do poluente ela ser trocada por outra limpa. Fazendo-se assim consecutivas vezes os nveis de poluio decairo at o sistema ficar dentro dos padres de contaminao.

Figura 02: Sistema de avaliao da rizofiltrao da Talinum cuneifolium em hidroponia para remediao de arsnio.

Para aperfeioar esse processo podem ser criados terrenos alagados (wetlands) com um fluxo direcional da gua contaminada(Fritioff, 2003). Funcionando como filtros e melhorando as condies de absoro das plantas devido ao fluxo constante da gua poluida (Kadlec, 1995).

Figura 03: Sistema artificial alagado (wetland) com fluxo direcionado de gua contaminada, otimizando a ao de limpeza das plantas.

FITOESTABILIZAO

Este processo consiste na imobilizao do metal contaminante no solo atravs da absoro e acumulao no interior ou exterior da raiz ou precipitao do metal na zona radicular, impedindo assim que o mesmo seja transportado pela gua subterrnea ou vento e tambm reduzindo a biodisponibilidade de propagao do metal para a cadeia alimentar, visto que as partes areas das plantas ficam suscetveis a servir de alimento fauna herbvora e onvora. Esta tcnica pode ser usada para reestabelecer uma comunidade de plantas em locais que tenham sido desmatadas devido aos elevados nveis de contaminao por metais. Uma vez que uma comunidade de espcies tolerantes foi estabelecida o potencial de eroso elica (e, portanto, a propagao do poluente) reduzido juntamente com a lixiviao dos contaminantes do solo.

Figura 04: Fitoestabilizao

FITOVOLATILIZAO

Processo no qual a planta absorve o contaminante, neste caso o mercrio, pela raiz, entretanto no o aprisiona no tecido vegetal, durante o percurso do sitema vascular da planta ele transformado e liberado pela evapotranspirao na forma gasosa, inorgnica (vapor de mercrio, Hg) e/ou orgnica (metilmercrio), na atmosfera. Por isso, este processo merece cuidado, pois se a regio for prxima a locais habitados, este processo deve ser feito em ambiente hermeticamente fechado para que o vapor transpirado possa passar por uma soluo-armadilha que retenha o mercrio,

orgnico e/ou inorgnico. Caso contrrio, corre-se o risco de que esse metal volte a contaminar a mesma regio. Ser a regio for isolada, com constante fluxo de ar, pode ser feito ao cu aberto, pois o vento espalhar os vapores para longe e caso o metal volte a cair sobre o solo a concentrao ser muito baixa.

Figura 05: Exemplo simplificado do sistema montado para recuperar os vapores de mercrio liberados por Fitovolatilizao com a planta em hidroponia. A e B so

bombas de ar, C a entrada para a soluo hidropnica, D o vaso contendo a soluo hidropnica e o contaminante, E so os furos para a entrada do ar e F so

os furos de sada do ar para a soluo armadilha.

VANTAGENS E DESVANTAGENS DA FITORREMEDIAO

VANTAGENS

economicamente mais vivel em frente s tcnicas convencionais de descontaminao do solo e/ou gua;

Interfere menos no meio ambiente e mais aceito devido o apelo ambiental por tecnologias verdes;

No necessita de reas extras, sendo executado diretamente no local da contaminao;

potencialmente capaz de limpar rea contaminada com mais de um contaminante;

Figura 06: rea teste para a fitorremediao dos rejeitos da mina de ouro de Tui, Nova Zelandia. Presena de traos de Hg, Au, Cd, Pb e Zn.(Moreno,

2009).

O Metal pode ser recuperado pela simples incinerao da planta; Evita a contaminao e o transporte dos meios contaminados, reduzindo

assim o risco de propagao da contaminao; Reduz o risco de eroso do solo;

DESVANTAGENS

dependente das condies necessrias ao crescimento das plantas (clima, geologia, altitude, temperatura);

O sucesso depende da tolerncia da planta ao contaminante. Concentraes muito altas podem matar as hyperacumuladoras;

Figura 07: Variao da concentrao de fluoreto x Tolerncia da planta Brassica rapa.

Os poluentes armazenados nas folhas velhas podem voltar a contaminar o ambiente se no forem recolhidas antes de atingir o tempo de ciclo das mesmas, pois cairo novamente no solo;

O tempo necessrio para a limpeza de determinado local pode ser maior que o das outras tecnologias;

A quantidade de plantas hiperacumuladoras de certo metal limitada; Consumidores de plantas ficam expostos ao risco de contaminao; Limita-se a regio de ao das razes; Muitas plantas utilizadas atualmente para a fitorremediao so modificadas

geneticamente, criando um impasse, pois no Brasil ainda no h uma legislao sobre o assunto.

FITOMINERAO

Esta outra possibilidade de variao da Fitorremediao, pois culturas de plantas hiperacumuladoras so usadas para extrair metais dos minrios superficiais de baixa qualidade ou em solos mineralizados que so muito pobres em metal para minerao convencional. Aps a colheita a matria vegetal seca e a biomassa tratada para a recuperao comercial do metal. Neste ramo so conhecidas hiperacumuladoras de ouro e nquel, dentre outras. A Fitominerao do ouro possui muitos obstculos no caminho para a viabilizao comercial. O primeiro a falta de plantas que podem naturalmente hiperacumular Au, isto porque este metal insolvel no solo inviabilizando a absoro pelas plantas (Evans, 89). A adio de agentes quelantes como o tiocianato no solo para complexar e solubilizar o ouro tem superado este impasse (Anderson, 1998). Esta abordagem utilizada est baseada no conceito de Hiperacumulao induzida para o chumbo (Blaylack, 1997).

O segundo obstculo levar os resultados de hiperacumulao obtidos em laboratrio e lev-lo ao campo, fato que tem se demonstrado no ser fcil (Anderson, 2000). O ltimo problema a extrao econmica do ouro a partir da matriz vegetal, fato esse que contornado, por exemplo, calcinando-se a amostra e depois se adicionando s cinzas uma soluo de HCl 2M, seguido da extrao por solvente do ouro com metil-isobutil-cetona(MIBK). O acrscimo do agente redutor borohidreto de sdio camada orgnica causa o aparecimento de um precipitado negro que forma uma fronteira entre as camadas orgnica e inorgnica. Aquecendo-se o precipitado a 800C ocorre a formao do ouro metlico (Lamb et al, 2001). As plantas Brassica juncea, Berkheya coddii e Chicria (Cichorium intybus) foram testadas com os agente facilitadores (quelantes) de hiperacumulao KI, KBr, Na2SO3, cianeto e NaSCN. Para todos os casos a adio de tiocianeto fez com que a raiz absorvesse maior quantidade de ouro (Lamb et al, 2001). Outro exemplo de fitominerao so os estudos sobre o grande potencial das plantas Berkheya coddii, da frica do Sul, e Alyssum bertolonii, da Itlia que demonstraram ser eficazer na hiperacumulao de Nquel. A Berkheya coddii, por exemplo, ser usada para extrair comercialmente nquel de grandes reas de solos ultramficos de baixa fertilizao, podendo ter rendimento superior a 20 t/ha com uma concentrao de Ni de 1% em relao matria seca.

Figura 08: Nquel recuperado depois da fitorremediao da Berkheya coddii.

A viabilidade econmica e biogeoqumica da Fitominerao pode ser calculada atravs de softwares usando estratgias de otimizao e gerenciamento da terra, como tempo de plantio, colheita e efeitos dos condicionantes do solo.

CONCLUSO

Assim, este uma rea que merece grande ateno e esforos, pois, tal tecnologia amiga do meio ambiente e de relativo baixo custo em relao aos mtodos tradicionais de descontaminao ambiental e com a extensa flora brasileira ainda existem muitas hiperacumuladoras aqui para serem descobertas. A minerao e o meio ambiente tm muito a ganhar com o desenvolvimento desses processos, pois com a aplicao deles tornar-se- mais fcil a aplicao do conceito de desenvolvimento sustentvel, tornando assim, a minerao cada vez menos agressiva ao Meio Ambiente.

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