AVALIAÇÃO DE EICHHORNIA CRASSIPES (AGUAPÉ) COMO FITORREMEDIADORA DE MICROCONTAMINANTES METÁLICOS

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Guimarães, M.M. (UFMA) ; Ribeiro, J.G.A. (UFMA) ; Lima, D.S.R. (UFMA) ; Teixeira, N.J.S. (UFMA) ; Moreira, J.M.T. (UFMA) ; Ferreira, M.S. (UFMA) ; Sousa, J.K.C. (UFMA) ; Lima, J.B. (UFMA)

Resumo

O trabalho objetiva avaliar a capacidade da Aguapé (Eichhornia Crassipes) como fitorremediadora de contaminantes metálicos em água. Para o estudo foi construído um sistema experimental para imersão da aguapé em água contaminada com Cu, Zn, Al, Pb, Ni, Cr e Fe. A avaliação foi feita pela quantificação desses metais na água antes da contaminação, no dia e após 10 dias da contaminação por esses metais, por Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma. Os resultados mostram resposta positiva na absorção de Al e Ni, com taxa de diminuição de concentração de 65% para Ni e 100% para Al, possibilitando o uso dessa macrófita como despoluidora para esses metais. Concentrações de Fe, Pb e Zn após 10 dias de imersão aumentou em relação à inicial, possivelmente pelo processo de saturação da macrófita.

Palavras chaves

Fitorremediação; Aguapé; Contaminantes metálicos

Introdução

A problemática do destino final do esgoto está em constante debate devido aos riscos de poluição dos corpos d’água e também pela ameaça futura da escassez de água no mundo. Por esse motivo, a busca por alternativas que visam o tratamento desses efluentes é sempre requerida, sobretudo quando se agrega a essas alternativas um baixo custo e matéria prima natural de grande oferta na região de estudo. O Brasil é reconhecido internacionalmente por ser um país que busca alternativas sustentáveis no tratamento da água, mas implementações deste tipo trazem um custo que demanda de um estudo bem detalhado dos processos e de toda logística para o tratamento. A Estação de Tratamento de Água necessita do uso de energia para manter geradores e diversas outras máquinas ao decorrer de todo o processo de desintoxicação, o que pode encarecer muito o processo. Em contrapartida, o tratamento do esgoto pode explorar outros meios alternativos que fazem esse processo com um custo menor e que estão sendo estudadas para poder suprir a demanda de uma cidade de porte médio, como por exemplo, é a cidade de São Luís, no estado do Maranhão. De acordo com o levantamento feito pelo Instituto Trata Brasil (2018), a cidade de São Luís (MA), apesar de fornecer serviço d’água tratada a 80,62% dos habitantes, e apesar de 45% da população possuir acesso à coleta de esgoto, somente 8,07% do esgoto produzido é tratado. Esse percentual, para as proporções de produção e reuso, é muito baixo, levando em conta que os 91,93% restantes de todo esgoto bruto é despejado sem nenhuma preocupação ou tratamento em rios, lagos e mares. Muitos poluentes podem fazer parte de águas de esgotos e de algumas águas que não passam por correto tratamento, dentre esses poluentes podemos citar os contaminantes metálicos, por serem potencialmente perigosos e terem a capacidade de bioaculmulação. A despoluição de águas contaminadas por esse tipo de substância é um processo muito caro, visto depender de técnicas apuradas e de métodos sofisticados de análises. Em busca de novas alternativas renováveis, de baixo custo, o tratamento por fitorremediação de água e solo, aplicado através de plantas que absorvem contaminantes metálicos e que se alimentam de matéria orgânica, apresenta-se como uma possibilidade atraente (SANTOS e RODELLA, 2007, DE JESUS et al, 2015; AMADO e CHAVES FILHO, 2015). Com isso, vem despertando o interesse dos especialistas da área pelo custo-benefício e a eficiência deste mecanismo de filtragem e tratamento, que pode ser utilizado para rios e lagos que possuem dificuldade de oxigenação e alta presença de matéria orgânica dissolvida. A espécie euchhornia crassipes, comumente conhecida com aguapé, é um tipo de macrófita que vêm sendo apontada por pesquisadores como possível fitorremediadora de ambientes contaminados, sobretudo por metais, devido ao seu crescimento rápido e sua elevada tolerância à toxicidade. Dessa forma, considerando esses aspectos que são favoráveis às intenções desse trabalho e, sobretudo, por ser uma espécie que pode ser encontrada com grande facilidade no estado do Maranhão (principalmente na região de baixada maranhense), este trabalho objetiva avaliar a aguapé como possível fitorremediadora de metais em ambientes aquáticos contaminados por esse tipo de poluente.

Material e métodos

A espécie selecionada para o desenvolvimento do trabalho foi o aguapé, coletado em um dos lagos presentes no Campus Bacanga da Universidade Federal do Maranhão. A coleta da amostra foi realizada de modo que não alterasse o estado natural da planta. Levada ao laboratório, a mesma foi lavada com água destilada para remoção de qualquer impureza ou sedimentos provenientes da fonte coletora. Em seguida, o aguapé foi inserido num recipiente com água destilada e foi deixada em condição ambiente para assim avaliar o processo de tratamento dentro de um sistema controlado. O sistema experimental foi construído inserindo o aguapé num recipiente de vidro (espécie de aquário) contendo 6 litros de água destilada. Antes, porém, de ser inserida na água, foi retirada uma amostra dessa água (branco) para análise de metais. Em seguida, a água foi contaminada com 0,12 mg/L de solução padrão Merck de 1000 mg/L dos metais Cu, Al, Cr, Zn, Pb, Ni e Fe. Ao contaminar a água e antes do aguapé ser inserido, foi retirada uma nova amostra da água, agora contaminada com os metais. Após coleta da amostra (água) contaminada com metais, o aguapé foi inserido no sistema experimental (Figura 1) e ficou nesse ambiente por 10 dias. Após esse tempo uma nova coleta da água foi feita com auxílio de uma pipeta e levada para análise da concentração de metais, com a finalidade de avaliar o processo de fitorremediação da planta no sistema. Os teores dos metais (ferro, chumbo, cobre, níquel, cromo, zinco e alumínio) na amostra foram determinados num Espectrômetro de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-OES), modelo 720 ES da marca Varian. As curvas de calibração foram preparadas com concentrações de 0,2; 0,5; 2,5; 5,0 mg/L para os elementos Pb, Fe e Al, concentrações de 0,04; 0,1; 0,2; 0,5 e 1,0 mg L-1 para Cu, Cr e Zn e concentrações de 0,02; 0,05 e 0,5 para Ni. Cada leitura foi realizada em quadruplicata e média desses valores, obtida em mg/L, foi usada como valor real da amostra. As leituras dos metais foram feitas em configuração axial e nos comprimentos de onda (em nm) específicos de cada elemento: Fe (238), Cu (327), Al (396), Cr (267), Zn (2013), Pb (220), Ni (231).

Resultado e discussão

A quantificação dos contaminantes metálicos na amostra antes da contaminação, imediatamente após a contaminação e dez dias após ser contaminada por metais foi feita por curva analítica de calibração para cada um dos metais. Todas elas apresentaram boa resposta analítica, boa linearidade, com valor de R-quadrado próximo da unidade (superior a 0,99), conferindo uma forte correlação entre os pontos, além de apresentar boa sensibilidade, apresentando detecção em níveis de mg/L. Dentre as curvas construídas apenas a de níquel não apresentou um perfil analítico com uma correlação tão forte como as dos demais metais. Para a calibração do níquel obteve-se um R-quadrado de 0,9112. Após a calibração específica para cada elemento a quantificação dos metais pode ser realizada. A Tabela 1 se refere aos níveis de metais em água destilada, durante a contaminação e dez dias após a contaminação. Mediante os dados apresentados, observou-se que, decorridos 10 dias, as concentrações de ferro e chumbo aumentaram, enquanto que alumínio, zinco e níquel apresentaram uma diminuição nas concentrações após esses dias de imersão do aguapé no sistema experimental. Os demais metais não foram detectados pelo equipamento. Como hipótese inicial, era esperado que todos os elementos tivessem suas concentrações reduzidas ao final dos 10 dias de contato do aguapé com a água contaminada no sistema experimental. Porém, no caso do Fe e Pb, as concentrações foram aumentadas mais que o dobro da concentração inicial de contaminação. Para justificar esse resultado alguns fatores deveriam ser levados em consideração, como exemplo, as condições do ambiente (lago) no qual a planta foi coletada. É importante conhecer as condições de saturação (ou não) da planta em relação aos metais em estudo. A planta coletada não foi analisada antes da imersão no sistema experimental, portanto a quantidade que esta, por sua vez, poderá ter trazido do lago não foi conhecida. Quanto ao lago, uma sugestão para trabalhos posteriores seria a análise da água onde a planta foi coletada, como forma de descobrir se o ambiente em que esta se encontrava inicialmente já tinha presença de contaminantes metálicos e as quantidades de metais a qual estava sujeita antes da coleta. De acordo com Horvat e colaboradores (2007) quando ocorre alta concentração de contaminantes metálicos em macrófitas, isso pode implicar em duas linhas de análise: ou a planta agrega e libera de forma gradativa o excesso de metais para o meio sem acarretar em danos fisiológicos, ou o excesso de metais tem a possibilidade de impedir processos fisiológicos, crescimento, atividade fotossintética, alteração no período reprodutivo, entre outros. Acredita-se que a primeira linha de análise é o que tenha ocorrido com as concentrações de Pb e Fe neste trabalho. De acordo com Rai (2009) as concentrações de metais-traço em macrófitas podem chegar a ser 100.000 vezes maior que às detectadas na água, ou outro ambiente em que foram alocadas, logo isso aponta a necessidade da planta ser avaliada juntamente com a água do sistema no qual ela encontra-se inserida para que possa ser confirmada ou descartada a hipótese da planta já possuir níveis altíssimos desse elemento em si acumulada. Os níveis de alumínio, zinco e níquel foram os que apresentaram resposta condizente com a hipótese inicial levantada, considerando que estes apresentaram expressiva redução na concentração de metais na água e supõem- se, mediante outros estudos, que fora devido às propriedades da Aguapé. Após o tempo de 10 dias de contato do aguapé com a água contaminada, o alumínio que apresentava uma concentração inicial de 0,0235 mg/L não foi mais detectado (níveis inferiores ao limite de detecção do equipamento), tendo uma redução de 100% de sua concentração. O níquel também teve uma significativa redução (65%) em sua concentração inicial, números que corroboram com a suposição de que, o aguapé pode absorver metais imersos na água. Para que esta suposição seja, de fato, aceita, ainda é necessária alguns estudos e análises como a análise da aguapé, importante para a comprovação de que os metais foram absorvidos por ela.

Sistema experimental para processo de fitorremediação.


Quantificação dos níveis de metais no sistema experimental.

Conclusões

O objetivo inicial desse trabalho foi o de avaliar a viabilidade do uso do aguapé como fitorremediadora em ambiente aquático contaminado por metais pesados. Dos sete metais analisados a macrófita respondeu de forma positiva para três deles (Al , Zn e Ni), confirmando assim a hipótese inicial do trabalho. A maioria dos metais analisados não conseguiu ser detectada pela metodologia proposta. Devido alguns metais, como o Pb e Fe terem apresentado um significativo aumento das concentrações após os 10 dias de contato da planta com água, percebeu-se a importância de analisar os níveis de metais na planta antes de sua imersão em sistema experimental, pois só com essa análise seria possível explicar essa diferença na concentração encontrada para esses elementos. A utilização de macrófitas aquáticas livres para a desintoxicação de água pode ser viável devido à função natural de fitorremediar elementos tóxicos, além de ser um processo de baixo custo se comparado com processos de padrão de remediação. Outro fator atrativo do uso de macrófitas é o fato da abundância dessa macrófita que o estado do Maranhão possui, além disso, destaca-se o fato da sua produção crescer de forma rápida em meio normais das águas naturais.

Agradecimentos

UFMA

Referências

AMADO, S. e CHAVES FILHO, J. T. Fitorremediação: uma alternativa sustentável para remedição de solos contaminados por metais pesados. Revista Natureza online, n° 13 (4),158-164, 2015.
DE JESUS, T. B. SOUSA, S. S. SANTOS, L. T. S. O. DE AGUIAR, W. M. Avaliação da Potencialidade de Utilização de Espécies de Macrófitas como Acumuladoras de Metais Pesados. Revista Virtual Química, n° 7 (4), 1102-1118, 2015.
HORVAT, T. VIDAKOVIC-CIFREK, Z. ORESCANIN, V. TKALEC, M. KOZLINA, B. P. Toxicity assessment of heavy metal mixtures by Lemna minor. Science of the Total Environment, n° 3, 229, 2007.
RAI, P. K. Hevay metal phytoremediation from aquatic ecosystems with special reference to macrophytes. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 39: 697-753, 2009.
SANTOS, G. C. G. dos; RODELLA, A. A.. Efeito da adição de fontes de matéria orgânica como amenizantes do efeito tóxico de B, Zn, Cu, Mn e Pb no cultivo de Brassica juncea. Revista Brasileira de Ciências do Solo vol.31, N°.4, 2007.
TRATRA BRASIL. Ranking do Saneamento Instituto Trata Brasil 2018. Disponível em: https://static.poder360.com.br/2018/04/realatorio-completo.pdf. Acesso em: 10 de janeiro de 2019.