A Fitorremediação com Bambu

Fitorremediação usando bambu para reduzir o risco de exposição ao cromo de um curtume contaminado no Quênia

Introdução

A fitorremediação é um método economicamente viável que utiliza plantas, que possuem excepcional capacidade de acumulação de metais, para restaurar locais contaminados.  O método é menos prejudicial ao meio ambiente e mais aceitável para as comunidades vizinhas.  Há um grande número de plantas que contribuem para a remoção de metais pesados ​​e demonstram bom potencial para aplicação em um programa de remediação. 

Neste estudo, seis espécies de bambu foram selecionadas pelo seu potencial de acumulação e translocação de metais pesados ​​para restaurar o solo de curtume contaminado com Cr. Espera-se que o estabelecimento de espécies de bambu no local contaminado estabilize o solo com extensos sistemas de raízes e evite a erosão do vento e do solo. Isso evitará o risco de espalhar Cr para outras áreas; reduzindo assim os efeitos adversos à saúde associados.

O processamento do couro é uma das fontes mais importantes de exposição ao cromo (Cr).  Isso ocorre porque o sulfato de cromo básico não é totalmente utilizado durante o processo de bronzeamento. Estima-se que a sua absorção varie entre 55 e 70%.  A quantidade residual geralmente escapa no efluente aquoso. As principais vias de exposição incluem o descarte descontrolado de resíduos de curtumes que resultam em degradação do meio ambiente por um período de tempo.  

 Este estudo é uma estratégia de intervenção para reduzir o risco de exposição ao Cr, após uma avaliação anterior da exposição ao Cr, que revelou grandes volumes de resíduos de curtume contaminados com Cr que foram posteriormente queimados a céu aberto, contribuindo para níveis elevados de exposição ao Cr.  

Métodos

A área de estudo era um local contaminado com Cr dentro do curtume selecionado, em um acre de terra próximo a áreas residenciais. O local possui uma longa história de disposição de resíduos do curtume em terra desde 1994. Em média, o consumo anual de sulfato de cromo no curtume é de cerca de dez toneladas.  A utilização de sulfato de cromo durante o processo de curtimento foi estimada em 60%, sugerindo que mais de 4 toneladas de Cr são descarregadas anualmente em efluente aquoso. Embora o curtume possua uma estação de tratamento de efluentes, é mal administrado e está localizado a cerca de 50 m do rio Nairobi e adjacente a terras agrícolas.  É, portanto, uma importante fonte potencial de migração de Cr para os recursos hídricos e do solo. 

A topografia geral da área de estudo é plana, ventosa e caracterizada por baixa precipitação com solos argilosos e bem drenadas, adequadas para a irrigação de culturas alimentares, principalmente vegetais e milho.  Existem vários furos dispersos na área, contribuindo para a possibilidade de lixiviação de Cr na água. Além disso, as lavagens de curtume são canalizadas para uma fazenda próxima e o restante pode ser drenado para o rio Nairobi.  Também é plausível que poeira e fumaça de couro contendo Cr sejam sopradas e assentadas como depoimentos.   O presente estudo investigou a aplicabilidade das espécies de bambu no controle da lixiviação e propagação de Cr de locais contaminados para áreas adjacentes.

Amostragem de estacas enraizadas em bambu

Um total de 84 estacas enraizadas com três meses de idade de seis espécies diferentes de bambu: Bambusa blumeana , Bambusa bambos , Bambusa vulgaris , Dendrocalamus asper , Dendrocalamus birmanicus e Dendrocalamus membranaceus foram selecionados para fitorremediação. As estacas enraizadas de 30 cm de altura foram cultivadas em vasos de polietileno preto com solo livre de Cr pelo Instituto de Pesquisa Florestal do Quênia. Essas espécies foram selecionadas com base em sua homogeneidade em uma população maior, considerando que a qualidade da brotação e a adaptabilidade foram estabelecidas nas condições ambientais prevalecentes.  Também foi avaliado o potencial de acúmulo de metais pesados ​​para restaurar os locais contaminados. 

Amostragem de solos e transplante de estacas enraizadas em bambu

O local do curtume foi protegido antes do transplante das espécies de bambu. 72 furos de aproximadamente 60 cm de diâmetro e 30 cm de profundidade suficientes para acomodar as estacas enraizadas em bambu foram cavados em cada um dos pontos de amostragem.  Seguindo o mesmo procedimento, 12 buracos foram cavados em um jardim, que serviu como amostras de controle. Estacas enraizadas de cada uma das 6 espécies de bambu selecionadas foram então transplantadas em fileira e regadas com uma quantidade igual de água livre de Cr. 

Determinação das propriedades físico-químicas do solo

As amostras de solo que foram coletadas nos pontos de amostragem anteriores ao transplante de espécies de bambu nos locais de curtume e controle foram avaliadas quanto ao teor de Cr e às propriedades físico-químicas. As propriedades incluíram pH, condutividade elétrica (CE), umidade e conteúdo de matéria orgânica. 

Desempenho de crescimento de espécies de bambu e preparação de amostras

A altura e o diâmetro da massa das espécies de bambu foram medidos usando um clinômetro e fita de diâmetro, respectivamente, para avaliar o desempenho do crescimento após dois anos de transplante.  O diâmetro da moita foi determinado medindo a distância percorrida por um aglomerado ou grupo de hastes de bambu que crescem a partir de um sistema comum de rizoma subterrâneo.

Digestão química de materiais vegetais e amostras de solo

As amostras foram digeridas em acido nítrico concentrado, levados a micro-ondas.

Análise dos níveis totais de cromo

Os materiais vegetais, solo e amostras em branco foram analisados ​​quanto aos níveis de Cr total em vez de Cr (VI) usando espectrometria de emissão óptica por plasma acoplada indutivamente (ICP-OES). Isso se deve à interconversão de Cr (VI) e (III) durante a preparação da amostra e a análise química, o que representa um desafio analítico para a determinação dos níveis de Cr (IV). 3.8 Os níveis totais de Cr foram, portanto, determinados nos solos antes do transplante das espécies de bambu e nos correspondentes solos, raízes e brotações da rizosfera, após dois anos de período de crescimento. Os níveis foram expressos em miligramas por quilograma de peso seco (mg / kg dw) das respectivas amostras.