APOSTILA FITORREMEDIAÇÃO

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INSTITUTO SUPERIOR DE AGRONOMIA 
 
Biodiversidade e Conservação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho realizado por: 
Lopo Carvalho 
Nº 16961 
“A biodiversidade nos processos 
de fitorremediação” 
 
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ÍNDICE 
 
INTRODUÇÃO………………………………………………………………………………………pág. 3-5 
FITORREMEDIAÇÃO – DENOMINAÇÕES………………………………………………pág. 5-7 
BIODIVERSIDADE NAS DIFERENTES TECNOLOGIAS………………………….pág. 7-12 
AVANÇOS NA FITORREMEDIAÇÃO………….…………………………………………pág. 12-13 
CONCLUSÂO……………………………………………………………………………………….pág. 13 
REFERÊNCIAS………………………………………………………………………………………pág. 14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3 
Introdução 
 
Durante séculos as actividades industriais, mineiras, militares e 
também a agricultura, foram as grandes responsáveis pela contaminação de 
grandes áreas em países desenvolvidos com altas concentrações de metais 
pesados e de poluentes orgânicos. Para juntar aos efeitos negativos nos 
ecossistemas e em outros recursos naturais, estes locais contaminados 
colocam também em risco a saúde pública visto que os poluentes podem 
entrar nos alimentos cultivados nesses terrenos e na água por lixiviação. 
A recuperação de áreas contaminadas pelas actividades humanas pode 
ser feita através de vários métodos, tais como a escavação, incineração, 
extracção com solventes, oxido-redução e outros que são bastante 
dispendiosos, para além de que alguns processos deslocam a matéria 
contaminada para locais distantes, causando riscos de contaminação 
secundária e aumentando ainda mais os custos do tratamento. 
Em anos recentes passou-se a dar preferência a métodos “in situ”, que 
perturbem menos o ambiente e sejam mais económicos, visto que hoje em dia 
mais de 16% do total de área da União Europeia, cerca de 52 milhões de 
hectares, se encontra contaminado sendo urgente encontrar uma alternativa 
barata e eficiente. Tal pode ser conseguido através da utilização de uma 
tecnologia relativamente recente conhecida como fitorremediação (Peuke et 
al., 2005). 
Esta tecnologia utiliza plantas e os micróbios a elas associados para a 
recuperação de ambientes poluídos/contaminados, servindo-se dos processos 
de ocorrência natural pelos quais as plantas e os micróbios da sua rizosfera 
degradam, sequestram ou estabilizam um vasto leque de poluentes orgânicos 
e inorgânicos (principalmente metais pesados) no solo, água e no ar (fig.1) 
(Pilon-Smits, 2005). 
Os poluentes orgânicos existentes no meio ambiente são na sua maioria 
de origem antropogénica e xenobióticos para os organismos, sendo muitos 
deles tóxicos e carcinogénicos. Os poluentes inorgânicos por seu turno 
ocorrem naturalmente na crosta terrestre e na atmosfera, sendo as 
actividades humanas como a indústria, a extracção mineira, o tráfego, a 
agricultura e as actividades militares promotores da sua libertação no meio, 
 4 
levando à toxicidade destes. Os poluentes inorgânicos não podem ser 
degradados, sendo fitorremediados através de estabilização no solo ou 
sequestro nos tecidos aéreos das plantas (Pilon-Smits, 2005). Exemplos de 
substâncias alvo da fitorremediação incluem metais (Pb, Zn, Cu, Ni, Hg, Se), 
compostos inorgânicos (NO3-, NH4+, PO43-), elementos químicos radioativos (U, 
Cs, Sr), hidrocarbonetos derivados de petróleo (BTEX), pesticidas e herbicidas 
(atrazina, bentazona e compostos clorados), explosivos (TNT, DNT), solventes 
clorados (TCE, PCE) e resíduos orgânicos industriais (PCPs, PAHs) (Dinardi et 
al., 2003). 
 
 
A fitorremediação deve ser tida em conta visto que em comparação 
com os métodos convencionais de remediação, a utilização de plantas confere 
grandes vantagens, sendo uma delas o baixo custo visto que é uma tecnologia 
aplicada “in situ” e movida pela fotossíntese, e também porque depois da 
plantação os custos adicionais são marginais, apenas para o corte e gestão da 
cultura. É vantajosa também porque é uma tecnologia neutra em termos de 
libertação de carbono: se a biomassa for queimada o CO2 libertado vai 
corresponder àquele assimilado durante o crescimento das plantas. É também 
uma tecnologia potencialmente rentável visto que a biomassa resultante pode 
ser utilizada para aquecimento e produção de energia (Peuke et al., 2005). 
Figura 1 – Exemplos de zonas poluídas 
 5 
A maior limitação desta tecnologia é o seu ritmo relativamente lento, 
visto que necessita de vários anos ou mesmo décadas para reduzir a metade a 
concentração de metais no solo. Consequentemente o desafio para os 
cientistas é melhorar a performance das plantas na remoção de poluentes, o 
que vai levar à investigação e compreensão dos mecanismos naturais de 
destoxificação das plantas (Peuke et al., 2005). Outra das limitações deste 
processo é a necessidade das plantas estarem onde o poluente se encontra e 
de conseguirem actuar sobre ele e além disso as propriedades do solo, o nível 
de toxicidade e o clima devem permitir o crescimento das plantas. Se tal não 
for possível utilizam-se correctores de solo de forma a melhorar as condições 
de crescimento das plantas. A biodisponibilidade dos poluentes é também 
uma limitação a este processo, sendo que por vezes também se adicionam 
correctores ao solo para tornar certos elementos biodisponíveis na sua 
totalidade. 
Tecnologias de remediação não biológica e bio/fitorremediação não são 
mutuamente exclusivas, devido à heterogeneidade da distribuição e da 
concentração dos vários locais, a solução de remediação mais eficiente e 
efectiva em termos de custos será a combinação das diferentes tecnologias, 
tais como as escavações da maioria das zonas contaminadas seguida do 
tratamento através de plantas. Tal esforço de remediação integrado requer 
uma equipa de trabalho multidisciplinar (Pilon-Smits, 2005). 
 
Fitorremediação – denominações 
As plantas e os microrganismos a elas associados podem ser utilizados 
na fitorremediação de formas distintas. As árvores devido às suas raízes mais 
profundas podem ser utilizadas como barreiras hidráulicas, criando um fluído 
ascendente de água, prevenindo a contaminação das águas interiores por 
lixiviamento ou prevenindo a deslocação horizontal de águas interiores 
contaminadas. As plantas de pequeno porte podem ser utilizadas como filtros 
em zonas húmidas construídas ou em instalações hidropónicas, designando-se 
esta última por rizofiltração (fig. 2). 
 
 6 
 
 
 
O termo fitoestabilização denota a utilização de plantas para 
estabilizar os poluentes no solo, orgânicos e inorgânicos, simplesmente por 
prevenção da erosão, lixiviamento e drenagem ou convertendo os poluentes 
em formas menos biodisponíveis (ex. precipitação na rizosfera) (fig. 3). A 
absorção dos poluentes pelas raízes das plantas, os quais são nelas 
armazenados ou são transportados e acumulados nas partes aéreas designa-se 
por fitoextracção. É uma tecnologia aplicada principalmente para metais 
podendo também ser utilizada para outros compostos inorgânicos e compostos 
orgânicos. Esta técnica utiliza plantas chamadas hiperacumuladoras, que têm 
a capacidade de armazenar altas concentrações de metais específicos (0,1% a 
1% do peso seco, dependendo do metal) (fig.3). 
As plantas podem também facilitar a biodegradação dos poluentes 
orgânicos através dos micróbios existentes na sua rizosfera, visto que as suas 
raízes em crescimento (extremidades e ramificações laterais) promovem a 
proliferação de microrganismos degradativosna rizosfera, que usam os 
metabolitos exsudados da planta como fonte de carbono e energia, e além 
disso, as plantas podem secretar as suas próprias enzimas biodegradativas, 
esta tecnologia é denominada por fitoestimulação ou rizodegradação (fig.3). 
 
Rizofiltração 
Zonas húmidas construídas Controlo hidráulico Filtragem aérea 
Figura 2 – Tecnologias utilizadas para remediar poluição no ar, água e no 
solo. 
 7 
A degradação de poluentes orgânicos também pode ser levada a cabo 
nos tecidos das plantas, directamente através do seu próprio sistema 
enzimático, num processo designado por fitodegradação (fig.3). Entre essas 
enzimas destacam-se as nitroredutases (degradação de nitroaromáticos), 
desalogenases (degradação de solventes clorados e pesticidas) e lacases 
(degradação de anilinas). Certos poluentes depois de absorvidos pelas raízes 
são convertidos em formas não tóxicas e depois liberados na atmosfera sob 
uma forma volátil, designando-se este processo por fitovolatilização (fig.3). 
Estas várias tecnologias de fitorremediação não são mutuamente 
exclusivas, por exemplo, numa zona húmida construída, acumulação, 
estabilização e volatilização podem ocorrer simultaneamente (Pilon-Smits, 
2005 & Dinardi et al., 2003). 
 
 
 
 
Biodiversidade nas diferentes tecnologias 
 
As diferentes tecnologias acima descritas são apropriadas para 
diferentes classes de poluentes e servem-se das diferentes propriedades das 
plantas, utilizando para isso diferentes espécies nas várias tecnologias. As 
características das plantas mais favoráveis para a fitorremediação no geral 
Fitodegradação 
Fitovolatilização 
Poluente 
Fitoestabilização Fitoestimulação 
Fitoextracção 
Figura 3 – Esquema das várias tecnologias de Fitorremediação. 
 8 
são: um crescimento rápido, uma grande biomassa, serem competitivas, 
resistentes e principalmente tolerantes à poluição. 
Na fitoextracção as características mais importantes são uma boa 
absorção, translocação e acumulação nos tecidos aéreos da planta, utilizando-
se por exemplo espécies como a Brassica juncea, Alyssum bertolonii, Thlaspi 
caerulescens e o girassol (fig.4) (Pilon-Smits, 2005 & Dinardi et al., 2003). 
 
 
 
 
 
As plantas utilizadas no processo de fitodegradação devem possuir 
preferencialmente um sistema radicular grande e denso e um nível alto de 
enzimas degradativas. Neste processo são utilizadas árvores com taxas de 
respiração elevada como o salgueiro, o choupo e outras árvores do género 
Populus, visto que estas a par da espécie Myriophyllium spicatum são 
exemplos de plantas que possuem sistemas enzimáticos bem desenvolvidos. 
b) a) 
d) c) 
Figura 4 – a) Brassica juncea; b) Helianthus annuus; c) Alyssum 
bertolonii; d) Thlaspi caerulescens. 
 
 9 
Outros exemplos de plantas utilizadas neste processo são o centeio (Secale 
cereale), o sorgo, a Festuca arundinacea, o trevo (Trifolium pratense) e a 
luzerna (Medicago sativa) (fig.5) (Pilon-Smits, 2005 & Dietz et al., 2001). 
 
 
 
 
A tecnologia de fitoestimulação utiliza plantas com sistemas radiculares 
com uma grande superfície, visto que a par da produção de compostos 
exsudados específicos vai fomentar o desenvolvimento e proliferação dos 
micróbios na rizosfera promovendo a rizodegradação devido às interacções 
específicas planta — micróbio, sendo as Pseudomonas sp. (fig.6) os organismos 
predominantes associados às raízes. As espécies mais utilizadas para este 
efeito são por exemplo as herbáceas dos géneros Festuca, Lolium, Panicum e 
Buchloe e a árvore Maclura pomifera (fig.7) (Pilon-Smits, 2005; Dinardi et al., 
2003 & Dietz et al., 2001). 
 
Salix chrysocoma Populus deltoides 
 
Populus nigra 
 
Festuca arundinacea 
Trifolium pratense Secale cereale Medicago sativa Myriophyllium spicatum 
Figura 5 – Diferentes espécies utilizadas na tecnologia de fitodegradação 
 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Numa cobertura vegetal para fitoestabilização, utiliza-se uma 
combinação de árvores e vegetação rasteira, evitando a mobilização do 
contaminante e sua difusão no solo, utilizando-se árvores com uma 
transpiração rápida, como o choupo, que mantém uma corrente ascendente, 
prevenindo o lixiviamento descendente, sendo que a função da vegetação é a 
de prevenir a erosão provocada pelo vento e água. Exemplos de plantas 
cultivadas para este fim são as espécies dos géneros Haumaniastrum, 
Festuca glauca 
Lolium perenne Lolium multiforum Panicum virgatum 
Panicum capillare Buchloe dactyloides 
Maclura pomifera 
a) 
Figura 6 – Exemplos de espécies de Pseudomonas existentes na rizosfera: 
a) Pseudomonas aeruginosa; b) Pseudomonas fluorescens. 
 
Figura 7 – Espécies utilizadas na tecnologia de fitoestimulação. 
b) 
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Eragrostis, Ascolepis, Gladiolus e Alyssum (fig.8) (Pilon-Smits, 2005 & Dinardi 
et al., 2003). 
 
 
 
 
 
 
A espécie mais utilizada para fitovolatilização é sem dúvida o choupo 
devido à sua alta taxa de transpiração, a qual facilita o movimento dos 
compostos pela planta até à atmosfera, sendo que outra espécie também 
utilizada é a mostarda da índia (Brassica juncea) (fig.4 a)) (Pilon-Smits, 2005 
& Diez et al., 2001). 
Quando se constroem zonas húmidas para fitorremediação utilizam-se 
variadas espécies aquáticas emergentes, submergentes e flutuantes, sendo os 
géneros mais populares: Typha, Elodea, Lemna, Eichhornia, Spartina entre 
outros (fig.2 e 9) (Pilon-Smits, 2005). 
 
Gladiolus sp 
Alyssum saxatile 
Populus nigra 
 
Eragrostis curvula 
a) b) 
Figura 8 – Espécies utilizadas na fitoestabilização de solos. 
a) Haumaniastrum caeruleum; b) Eragrostis barelieri. 
 
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Finalmente uma consideração a ter em conta é o facto de que quando 
se escolhem plantas para uma qualquer zona é aconselhável escolher plantas 
indígenas, ou seja, plantas que estejam habituadas ao clima da região e sejam 
competitivas nessas condições, de forma a que se alcance mais rapidamente o 
sucesso da tecnologia implementada. 
 
Avanços na fitorremediação 
As espécies com melhores qualidades fitorremediadoras têm sido ao 
longo do tempo caracterizadas ao nível fisiológico, bioquímico e molecular 
para identificar as características específicas que as tornam úteis em certos 
processos, como a acumulação de poluentes, a sua degradação ou qualquer 
outra daquelas faladas anteriormente, de forma a que essas características 
possam ser utilizadas para criar, via manipulação genética, plantas 
geneticamente modificadas, reunindo assim o máximo de diferentes 
características distintas possíveis, sendo que para atingir esse objectivo, 
plantas modelo como Arabidopsis thaliana e o tabaco (fig.10) tenham sido 
bastante estudadas para se compreender ao nível genético quem são os 
responsáveis pelas diferentes características que conferem as propriedades 
Lemna minor 
Spartina alterniflora 
Typha sp 
Eichhornia crassipes 
Elodea densa Elodea canadensis 
Figura 9 – Espécies de plantas utilizadas em zonas húmidas construídas. 
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desejadas, de forma a que se possa melhorar o rendimento da 
fitorremediação através da obtenção de plantas transgénicas que reúnam as 
melhores características que diferentes plantas têm para certas propriedades. 
 
 
 
Conclusão 
O crescimento e desenvolvimento das sociedades humanas levou a que 
se contaminassem grandes áreas com poluentes de origem orgânica e 
inorgânica e o tratamento destas áreas poluídas é cada vez mais preocupação 
dessas mesmas sociedades que outrora não se aperceberam dos perigos que 
este tipo de poluição provocam, não só para asaúde pública como também 
para a vida selvagem. 
Os métodos artificiais de depuração de zonas contaminadas tornam-se 
bastante dispendiosos quando se pretendem tratar áreas muito grandes o que 
levou ao desenvolvimento de tecnologias naturais, sendo a fitorremediação 
um exemplo dessas tecnologias. Este processo utiliza diversos tipos de plantas 
que pelas suas distintas características permitem tratar zonas com diferentes 
tipos de poluentes, bastando para isso conhecer o tipo de poluentes que se 
pretendem tratar para depois se escolherem as plantas mais indicadas para 
utilizar no tratamento desses locais. 
A ciência hoje em dia pretende reunir o máximo possível das diferentes 
características numa só planta, através das plantas transgénicas, de forma a 
diminuir o número de plantas a utilizar nas fitorremediações. No fundo o que 
o Homem pretende obter é uma planta que reúna as características que só a 
biodiversidade confere, provando que a vida no nosso planeta deve muito ao 
grande número de espécies que nele habitam e às interacções entre elas. 
a) b) Figura 10 – a) Arabidopsis thaliana; 
b) Tabacum nicotiana 
 
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BIBLIOGRAFIA 
 
DIETZ, A.C.; Schnoor, J. L. (2001) Advances in Phytoremediation, 
Environmental Health Perspectives, 109: 163–168 
 
DINARDI, A.L.; et al. (2003) Fitorremediação, III Fórum de Estudos 
Contábeis 
 
PEUKE, A.D.; Rennenberg, H. (2005) Phytoremediation, EMBRO Reports, 
vol. 6; no. 6 
 
PILON-SMITS, E. (2005) Phytoremediation, Annual Review Plant Biology, 
56: 15-39 
 
 
	Sem título