Plantas como Ferramentas para a Remediação Ambiental: uma Revisão da Literatura
DOI:
https://doi.org/10.17921/1415-5141.2018v22n1p38-44Resumo
Diversos poluentes – tais como: os compostos orgânicos e inorgânicos e metais pesados, resultantes de atividades antrópica – contribuem com a degradação de ambientes terrestres e aquáticos. Nesse cenário, surge a fitorremediação: uma técnica de biorremediação, em que determinadas espécies de plantas são utilizadas como agentes de descontaminação, removendo, imobilizando ou tornando os contaminantes menos ofensivos ao ecossistema. Embora recente, essa técnica tem apresentado respostas positivas concernentes à descontaminação de água e solos. Assim, o presente artigo teve como objetivo relacionar diferentes espécies de plantas com potencial remediador frente a diversos tipos de contaminantes. Para tanto, foi realizada uma revisão da literatura científica nacional e internacional, a partir da busca de estudos disponíveis no Google Acadêmico, PubMed, Portal de Periódicos da CAPES, SciELO, além de livros de referência, dissertações e teses. As publicações analisadas atestaram que, embora seja uma tecnologia ainda em desenvolvimento, são notáveis diversas vantagens da fitorremediação, como o baixo custo de implantação e sua natureza não invasiva. Além disso, pode ser destacado o potencial fitorremediador recentemente descrito para diferentes espécies vegetais.
Palavras-chave: Fitorremediação. Descontaminação Ambiental. Metais Pesados. Herbicidas. Efluentes Industriais.
Abstract
Several pollutants – such as organic and inorganic compounds and heavy metals, resulting from anthropic activities – contribute to the errestrial and aquatic environments degradation. In this scenario, phytoremediation emerges: a bioremediation technique in which certain plant species are used as decontamination agents, removing, immobilizing or making the contaminants less offensive to the ecosystem. Although recent, this technique has presented positive results concerning the water and soil decontamination. Thus, the present article aimed at relating different plant species with potential to remediate different types of contaminants. For this, a review of the national and international scientific literature was carried out, based on the search of studies available in Google Scholar, PubMed, CAPES Periodicals Portal, SciELO, as well as reference books, dissertations and theses. The analyzed publications show that, although it is a technology still in development, several advantages of phytoremediation are remarkable, such as the low cost of implantation and its noninvasive nature. Moreover, the phytoremediation potential recently described for different plant species can be higlighted.
Keywords: Phytoremediation. Environmental Decontamination. Heavy Metals. Herbicides. Industrial Effluents.
Referências
ACCIOLY, A. M. A.; SIQUEIRA, J. O. Contaminação química e biorremediação do solo. In: NOVAIS, R.F. et al. Tópicos em ciência do solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2000. p.299-352.
AMADO, S.; CHAVES FILHO, J.T. Fitorremediação: uma alternativa sustentável para remedição de solos contaminados por metais pesados. Natureza On Line, v.13, n.4, p.158-164, 2015.
BALARAK, D. et al. Adsorption of amoxicillin antibiotic from pharmaceutical wastewater by activated carbon prepared from Azolla filiculoides. J. Pharm. Res. Int., v.18, n.3, p.1-13, 2017. doi: 10.9734/JPRI/2017/35607.
BASHMAKOV, D.I. et al. Lead accumulation and distribution in maize seedlings: relevance to biomass production and metal phytoextraction. Int. J. Phytoremediation, 2017. doi: 10.1080/15226514.2017.1319334
BELO, A.F. et al. Sulfentrazone phytoremediation under field conditions. Rev. Caatinga, v. 29, n.1, p.119-126, 2016. doi: 10.1590/1983-21252016v29n114rc.
BLONDEL, C. et al. Assessing the dynamic changes of rhizosphere functionality of Zea mays plants grown in organochlorine contaminated soils. J. Hazard. Mater., v.331, n.5, p.226-234, 2017. doi: 10.1016/j.jhazmat.2017.02.056.
CARVALHO, F. P. Implicações do uso de herbicidas em plantas de cafeeiro micorrizadas. 2014. 62 f. Tese (Doutorado em Fitotecnia) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2014.
CASTRO, E. M.; PEREIRA, F. J.; PAIVA, R. Histologia vegetal: estrutura e função de órgãos vegetativos. Lavras: UFLA, 2009.
CHAMBA, I. et al. Erato polymnioides - a novel Hg hyperaccumulator plant in ecuadorian rainforest acid soils with potential of microbe-associated phytoremediation. Chemosphere, v. 188, n. 633-641, p. 2017. doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.08.160.
CHANDANSHIVE, V. V. et al. Co-plantation of aquatic macrophytes Typha angustifolia and Paspalum scrobiculatum for effective treatment of textile industry effluent, in India. J. Hazard. Mater., v. 338, p. 1-34, 2017. doi: 10.1016/j.jhazmat.2017.05.021.
CHAVES, L.H.G. et al. Crescimento, distribuição e acúmulo de cobre e zinco em plantas de pinhão-manso. Rev. Ciênc. Agron., v.41, n.2, p.167-176, 2010.
CUNNINGHAM, S. D. et al. Phytoremediation of soils contaminated with organic pollutants. Adv. Agron., v.56, p.55-114, 1996. doi: 10.1002/9780470944479.ch20.
DE MARCO, R. et al. Senna multijuga and peat in phytostabilization of copper in contaminated soil. Rev. Bras. Eng. Agríc. Ambiental, v. 21, n. 6, p. 421-426, 2017. doi: 10.1590/1807-1929/agriambi.v21n6p421-426.
FAVAS, P. J. C. et al. Phytoremediation of soils contaminated with metals and metalloids at mining areas: potential of native flora. In: SOARIANO, M.C.H. (Ed.). Environmental risk assessment of soil contamination. Rijeka: InTech, 2014. p.485-451.
FERRAÇO, M. et al. Efeito da densidade populacional de Canavalia ensiformis na fitorremediação de solo contaminado com sulfentrazone. Rev. Ciênc. Agron., v. 48, n. 1, p. 32-40, 2017.
FREITAS, F. et al. Accumulation of copper by the aquatic macrophyte Salvinia biloba Raddi (Salviniaceae). Braz. J. Biol., 2017. doi: 10.1590/1519-6984.166377.
GALAL, T. M. et al. Phytostabilization of heavy metals by the emergent macrophyte Vossia cuspidata (Roxb.) Griff.: a phytoremediation approach. Int. J. Phytoremediation, v. 19, n. 11, 2017a. doi: 10.1080/15226514.2017.1303816.
GALAL, T. M. et al. Bioaccumulation and rhizofiltration potential of Pistia stratiotes L. for mitigating water pollution in the Egyptian wetlands. Int. J. Phytoremediation, 2017b. doi:10.1080/15226514.2017.1365343.
GARTLER, J. et al. Effects of rapeseed oil on the rhizodegradation of polyaromatic hydrocarbons in contaminated soil. Int. J. Phytoremediation, v. 16, n. 7-12, p. 671-83, 2014. doi: 10.1080/15226514.2013.856841.
GAYA, K. S.; BABU, M. G. R.; MATHEW, L. A comparative study of metal hyper accumulation capacity of selected macrophytes. Biotechnol. Res., v. 3, n. 4, p. 99-103, 2017.
GUZMÁN-MUÑOZ, K. I.; TAVIZÓN, E. F.; RODRIGUEZ, G. C. Germinación y evaluación de Sporobolus airoides para la fitorremediación de aguas residuales con altas concentraciones de NaCl, in México. Tecnociencia, v. 10, n. 2, p. 90-100, 2016.
HASSAN, W. et al. Potential biosorbent, Haloxylon recurvum plant stems, for the removal of methylene blue dye. Arab. J. Chem., v. 10, sup. 2, p. 1512-1522, 2017. doi: 10.1016/j.arabjc.2013.05.002.
HE, Y. et al. Metabolism of ibuprofen by Phragmites australis: uptake and phytodegradation. Environ. Sci. Technol., v. 51, n. 8, p. 4576-4584, 2017. doi: 10.1021/acs.est.7b00458.
ISLAM, M. S.; SIKDER, M. T.; KURASAKI, M. Potential of Micranthemum umbrosum for phytofiltration of organic arsenic species from oxic water environment. Int. J. Environ. Sci. Technol., v. 14, n. 2, p. 285-290, 2017.
ISMAIL, Z. et al. Comparative performance of water hyacinth (Eichhornia crassipes) and water lettuce (Pista stratiotes) in preventing nutrients build-up in municipal wastewater. Clean Soil, Air, Water, v. 43, n. 4, p. 521-531, 2015.
KIMURA, S. P. R. et al. Dry biomass of the amazonian macrophyte Paspalun repens for evaluation as adsorbent material of heavy metals Zn and Cu. Mat. Res., 2017. doi: 10.1590/1980-5373-mr-2017-0109.
KOOH, M. R. R. et al. Phytoextraction potential of water fern (Azolla pinnata) in the removal of a hazardous dye, methyl violet 2B: artificial neural network modelling. Int. J. Phytoremediation, 2017. doi: 10.1080/15226514.2017.1365337.
LI, Y. et al. Dechlorination and chlorine rearrangement of 1,2,5,5,6,9,10-heptachlorodecane mediated by the whole pumpkin seedlings. Environ. Pollut., v. 224, p. 524-531, 2017. doi: 10.1016/j.envpol.2017.02.035.
MADALÃO, J. C. et al. Action of Canavalia ensiformis in remediation of contaminated soil with sulfentrazone. Bragantia, v. 76, n. 2, p. 292-299, 2017. doi:10.1590/1678-4499.526.
MANDAL, A. et al. Arsenic phytoextraction by Pteris vittata improves microbial properties in contaminated soil under various phosphate fertilizations. Appl. Geochem., 2017. doi: 10.1016/j.apgeochem.2017.04.008.
MÓDENES, A. N. et al. Remoção dos metais pesados Cd(II), Cu(II) e Zn(II) pelo processo de biossorção utilizando a macrófita Eicchornia crassipes. Rev. Esc. Minas, v. 66, p. 355-362, 2013. doi: 10.1590/S0370-44672013000300013.
MORENO, F. N. et al. Phytofiltration of mercury-contaminated water: volatilisation and plant-accumulation aspects. Environ. Exp. Bot., v. 62, n. 1, p. 78-85, 2008. doi: 10.1016/j.envexpbot.2007.07.007.
OLIVEIRA, L. H. S.; BRANCO, E. P.; LINO, J. S. Fitorremediação de solos contaminados com herbicidas imazetapir e imazapique. Rev. Bras. Iniciação Científica, v. 4, n. 4, p. 78-111, 2017.
OLGUÍN, E. J. et al. Year-round phytofiltration lagoon assessment using Pistia stratiotes within a pilot-plant scale biorefinery. Sci. Total Environ., v.15, p.326-333, 2017. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.03.067.
PEREIRA, F. J. et al. Lead tolerance of water hyacinth (Eichhornia crassipes Mart. - Pontederiaceae) as defined by anatomical and physiological trait. An. Acad. Bras. Ciênc., v. 86, n. 3, p. 1423-1433, 2014. doi: 10.1590/0001-3765201420140079.
PEREIRA, J. E. S. Biossorção de cobre em solução aquosa utilizando os pós das folhas do cajueiro (Anacardium occidentale L.) e da carnaúba (Copernicia prunifera). 2017. 88 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
PIO, M. C. S.; SOUZA, K. S.; SANTANA, G. P. Capacidade da Lemna aequinoctialis para acumular metais pesados de água contaminada. Acta Amaz., v.43, n.2, p.203-210, 2013. doi: 10.1590/S0044-59672013000200011.
PRASAD, M. N. V.; FREITAS, H. M. O. Metal hyperaccumulation in plants: biodiversity prospecting for phytoremediation technology. Electron. J. Biotechnol., v.6, p.285-321, 2003. doi: 10.2225/vol6-issue3-fulltext-6.
RAMACHANDRA, T. V. et al. Spatial patterns of heavy metal accumulation in sediments and macrophytes of Bellandur wetland, Bangalore. J. Environ. Manag., 2017. doi: 10.1016/j.jenvman.2017.10.014
RIBEIRO, E. S. et al. Relações da anatomia radicular na absorção, no acúmulo e na tolerância ao chumbo em Echinodorus grandiflorus. Rev. Bras. Eng. Agríc. Ambient., v.19, n.6, p.605-612, 2015. doi: 10.1590/1807-1929/agriambi.v19n6p605-612.
RODRIGUES, A. C. D. et al. Biosorption of toxic metals by water lettuce (Pistia stratiotes) biomass. Water, Air and Soil Pollut., v.228, 2017. doi: 10.1007/s11270-017-3340-6.
SAHA, P.; SHINDE, O.; SARKAR, S. Phytoremediation of industrial mines wastewater using water hyacinth. Int. J. Phytoremediation, v.19, n.1, p.87-96, 2017. doi: 10.1080/15226514.2016.1216078.
SAN MIGUEL, A.; RAVANEL, P.; RAVETON, M. A comparative study on the uptake and translocation of organochlorines by Phragmites australis. J. Hazard. Mater., v. 244-245, p. 60-69, 2013. doi: 10.1016/j.jhazmat.2012.11.025
SÁNCHEZ, V. et al. Assessing the phytoremediation potential of crop and grass plants for atrazine-spiked soils. Chemosphere, v.185, p.119-126, 2017. doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.07.013.
SANTOS, J. B. et al. Fitorremediação de solo contaminado com trifloxysulfuron-sodium por diferentes densidades populacionais de feijão-de-porco (Canavalia ensiformis (L). DC.). Ciênc. Agrotec., v.30, n.3, p.444-449, 2006. doi: 10.1590/S1413-70542006000300009.
SARADA, B. et al. Biosorption of Cd+2 by green plant biomass, Araucaria heterophylla: characterization, kinetic, isotherm and thermodynamic studies. Water Sci. Technol., v.7, n.7, p.3483-3496, 2017. doi: 10.1007/s13201-017-0618-1.
SCHNOOR, J. L.; DEE, P. E. Technology evaluation report: phytoremediation. Pittsburgh: Ground-Water Remediation Technologies Analysis Center, 1997.
SANDHI, A., LANDBERG, T., GREGER, M. Phytofiltration of arsenic by aquatic moss (Warnstorfia fluitans). Environ. Pollut., 2017. doi: 10.1016/j.envpol.2017.11.038.
SILVA, W. R. Fitoextração e bioacessibilidade de As, Cd, Pb E Zn em solos contaminados por resíduos metalúrgicos. 2016. 58 f. Tese (Mestrado em Ciência do Solo) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2016.
SOUZA, W. M. et al. Rhizospheric activity of phytoremediation species in soil contaminated with picloram. Pesqui. Agropecu. Trop., v. 47, n. 2, p.127-133, 2017. doi: 10.1590/1983-40632016v4743289.
TAVARES, S. R. L. Técnicas de remediação. In: TAVARES, S. R. L. (Org.). Remediação de solos e águas contaminadas: conceitos básicos e fundamentos. São Paulo: Clube de Autores, 2013. p.59-90.
TANGAHU, B. V. et al. A review on heavy metals (As, Pb, and Hg) uptake by plants through phytoremediation. Int. J. Chem. Eng., v.31, 2011. doi:10.1155/2011/939161.
VASCONCELLOS, M. C.; PAGLIUSO, D.; SOTOMAIOR, V. S. Fitorremediação: uma proposta de descontaminação do solo. Estud. Biol.: Ambiente Divers., v.83, n.34, p.261-267, 2012. doi: 10.7213/estud.biol.7338.
WATANABE, M. E. Phytoremediation on the brink of commercialization. Environ. Sci. Technol., v.31, p.82-186, 1997. doi: 10.1021/es972219s.
YANG, Y. et al. Phytoextraction of cadmium-contaminated soil and potential of regenerated tobacco biomass for recovery of cadmium. Sci. Rep., v.7, n.1, 2017. doi: 10.1038/s41598-017-05834-8.
YI, Z.-J. et al. Uranium biosorption from aqueous solution by the submerged aquatic plant Hydrilla verticillata. Water Sci. Technol., v.75, n.6, p.1332-1341, 2017. doi: 10.2166/wst.2016.592.
ZENG, P. et al. Phytostabilization potential of ornamental plants grown in soil contaminated with cadmium. Int. J. Phytoremediation, 2017. doi: 10.1080/15226514.2017.1381939.
ZHANG, J.-W. et al. Characteristics and influencing factors of cadmium biosorption by the stem powder of the invasive plant species Solidago canadensis. Ecol. Eng., 2017. doi: 10.1016/j.ecoleng.2017.10.001.
