ÁREA: Química Ambiental
TÍTULO: BIOACUMULAÇÃO DE POLUENTES METÁLICOS (CD2+) POR BRIÓFITAS AQUÁTICAS FONTINALIS ANTIPYRETICA
AUTORES: R.J.E. MARTINS1, 2 E R.A.R. BOAVENTURA2
1 DTQB, ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA E DE GESTãO, INSTITUTO POLITéCNICO DE BRAGANçA, CAMPUS DE STA. APOLóNIA AP. 134, 5301-857 BRAGANçA, PORTUGAL (RMARTINS@IPB.PT)
2 LABORATóRIO DE PROCESSOS DE SEPARAçãO E REACçãO LSRE, DEQ, FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO, RUA DR. ROBERTO FRIAS, 4200-465 PORTO, PORTUGAL.
RESUMO: O objectivo deste trabalho é compreender em termos quantitativos e qualitativos a acumulação e libertação de Cd(II) em solução aquosa, por uma briófita aquática - Fontinalis antipyretica – na perspectiva duma aplicação, quer na biomonitorização de cursos de água, quer na descontaminação de efluentes industriais. A acumulação de cádmio e posterior eliminação pelo musgo foi estudada em laboratório expondo as plantas a diferentes concentrações de cádmio na gama, 0,5 – 2,5 mg l-1, durante um período de contaminação de 144 h, e depois a água isenta de metal durante um período de descontaminação de 192 h. Foi ajustado um modelo cinético de transferência de massa de primeira ordem aos dados experimentais.
PALAVRAS CHAVES: bioacumulação, fontinalis, cádmio, briófitas aquáticas
INTRODUÇÃO: Actualmente, é premente para humanidade investigar/corrigir as consequências ambientais das acções de desenvolvimento à escala local/nacional ou global. Durante a Revolução Industrial o uso de metais pelo Homem começou a afectar seriamente o meio ambiente. Duzentos anos mais tarde, podemos afirmar estarmos na Idade da Remoção do Metal, sendo que todos nós temos consciência dos riscos inerentes à disseminação não controlada de metais pesados no ambiente que, quer pela sua presença quer, pela sua acumulação, podem ter um efeito tóxico ou inibidor sobre os seres vivos. A presença de metais pesados nas águas superficiais é actualmente um facto incontestável, muitas vezes associada à localização de zonas agrícolas e industriais. A monitorização da qualidade das águas superficiais e subterrâneas, bem como o controlo e a vigilância sanitária das águas de consumo humano, têm evidenciado a presença de diversos iões metálicos em concentrações que são muito variáveis no tempo e no espaço. Vários musgos aquáticos têm sido referidos por acumularem metais pesados até concentrações consideráveis sem que haja danos visíveis.
MATERIAL E MÉTODOS: As experiências foram realizadas com briófitas aquáticas, Fontinalis antipyretica (Hedw.), colhida no Rio Selho, localidade de Aldão, na bacia hidrográfica do Rio Ave (norte de Portugal). Os processos de remoção de metais usando biossorventes, tais como musgos aquáticos, correspondem a um processo de contacto sólido/líquido em que há acumulação e dessorção do metal que, com o decorrer do tempo, tendem para um estado de equilíbrio.Foi realizado um conjunto de experiências para estudar a influência de alguns factores na cinética de acumulação/libertação de iões cádmio pela Fontinalis antipyretica, tais como a concentração de metal em solução, pH da água, luminosidade, presença de iões competidores, natureza dos musgos (vivos ou mortos) e respectivo estado fisiológico.
Em cada experiência, os musgos foram expostos a uma solução aquosa de metal durante 144 horas, seguindo-se a exposição a água isenta de metal por um período de 192 horas. Amostras de musgo (um saco de cada vez) e de água de cada um dos tanques, foram retiradas a intervalos de tempo previamente definidos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O modelo de transferência de massa de 1ª ordem (MARTINS e BOAVENTURA, 2002) foi ajustado aos dados experimentais, por forma a determinar as constantes cinéticas de acumulação e de eliminação de metal, k1 e k2, a concentração de metal alcançada no fim da fase de acumulação, Cmu e as concentrações de equilíbrio para os períodos de contaminação e de descontaminação, Cme e Cmr, respectivamente (Tab. 1); foram ainda determinados BCF=k1/k2 e BEF=1-(Cmr/Cmu) (Tab. 2). A Fig. 1 mostra a evolução da concentração de metal nos musgos aquáticos prevista pelo modelo, bem como os valores experimentais. Genericamente, os musgos acumulam os iões cádmio de acordo com a concentração externa a que são expostos. No final do período de contaminação, a concentração de cádmio na planta ficou próxima da saturação.Os resultados sugerem que nos musgos ocorre uma acumulação bi-etápica: adsorção rápida na parede das células, seguida de permuta catiónica a nível citoplasmático, governada essencialmente por processos lentos parcialmente dependentes do metabolismo. k1 aumentou para concentrações de Cd de 0,64 a 1,6 mg l-1, o que sugere um efeito tóxico ou inibidor na planta à medida que aumenta a concentração.
CONCLUSÕES: Os resultados obtidos pretendem contribuir para o esclarecimento das possibilidades de utilização da F. antipyretica na biomonitorização da poluição metálica de cursos de águas e na remoção/recuperação de Cd(II) de efluentes industriais. Globalmente, os resultados obtidos mostram um potencial considerável dos musgos aquáticos para este tipo de aplicações.
A aplicação de um modelo cinético de transferência de massa de primeira ordem à acumulação/eliminação em contínuo de Cd(II) pela F. antipyretica revelou-se, de um modo geral, adequada para concentrações de metal na água na gama 0,5 – 2,5 mg.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:GONÇALVES, R.; BOAVENTURA, R. 1998. Uptake and release kinetics of copper by the aquatic moss Fontinalis antipyretica. Water Res., 32(4):1305-13.
MARTINS, R.; BOAVENTURA, R. 2002. Uptake and release of zinc by aquatic bryophytes (Fontinalis antipyretica L. ex. Hedw.). Water Res., 36(20):5005-12.