Estudo mostra que planta aquática pode remover o excesso de manganês em solos afetados por mineração

Por Luciana Constantino – Agência FAPESP –  13 de outubro de 2022  –  Pesquisadores da Esalq-USP e colaboradores mostraram que a taboa é capaz de retirar de solos contaminados até 34 vezes mais manganês do que outras plantas encontradas em ambientes semelhantes (foto: Wikimedia Commons)

A taboa, uma vegetação aquática de aproximadamente 2,5 metros de altura, é capaz de retirar de solos contaminados até 34 vezes mais manganês do que outras plantas encontradas em ambientes semelhantes.

Em comparação ao hibisco e ao junco, por exemplo, a taboa acumulou, respectivamente, dez e 13 vezes mais manganês, demonstrando, assim, seu potencial para recuperar de forma sustentável áreas afetadas por rejeitos de minério de ferro.

Esse é um dos resultados obtidos em pesquisa publicada no Journal of Cleaner Production por cientistas da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP) e colaboradores.

O artigo revelou que a Typha domingensis, nome científico da taboa, é altamente eficiente na fitorremediação de manganês, micronutriente potencialmente tóxico e com grande risco ecológico.

A planta apresentou concentrações de 6.858 miligramas por quilo (mg/kg) de manganês na parte aérea enquanto outras espécies acumulam, em média, 200 mg/kg.

A pesquisa de campo foi realizada no estuário do Rio Doce, distrito de Regência (ES), local fortemente impactado pela deposição de rejeitos liberados após o maior desastre ambiental registrado no Brasil – o rompimento da Barragem do Fundão, em novembro de 2015, em Mariana (MG).

À época, o desastre afetou 41 cidades em Minas Gerais e no Espírito Santo, provocando a morte de 19 pessoas, e os rejeitos de minérios de ferro chegaram ao estuário cerca de duas semanas depois.

Estima-se que a degradação ambiental atingiu pelo menos 240,8 hectares de Mata Atlântica e resultou em 14 toneladas de peixes mortos.

Várias ações vêm sendo adotadas desde então para tentar reduzir os danos, mas a contaminação no estuário ainda persiste.

O estudo mostrou que a capacidade de extração da taboa no estuário do Rio Doce chegou a 147 toneladas do minério, o que representa a remoção de 75,7 toneladas por hectare (t/ha).

Outro trabalho realizado no mesmo local e publicado em janeiro deste ano já havia demonstrado a capacidade de a taboa remover grandes quantidades de ferro do ambiente quando comparada ao hibisco (Hibiscus tiliaceus), que mede de 4 a 10 metros e tem flores amarelas (leia mais em: Estudo mostra eficácia de planta aquática para recuperar ambiente impactado por minério de ferro).

“Estamos trabalhando no Rio Doce desde 2015. Conseguimos chegar a um nível de entendimento da dinâmica geoquímica de vários metais encontrados nos rejeitos, como ferro, manganês e outros elementos potencialmente tóxicos. Isso nos dá a oportunidade de avançar em estratégias mais adequadas para remediação dessas áreas contaminadas. O acúmulo desse conhecimento permite não só avançar na recuperação de regiões degradadas como também na busca por estratégias de agromineração, contribuindo com uma exploração mineral mais sustentável”, explica à Agência FAPESP o professor Tiago Osório Ferreira, professor do Departamento de Ciência do Solo da Esalq-USP e orientador do trabalho.

Por meio da técnica de fitorremediação, é possível reduzir o impacto em áreas afetadas por minérios removendo partes das plantas que acumulam esses componentes.

Já a agromineração consiste no uso de estratégias agronômicas para cultivar plantas com capacidade de extração de metais e depois, a partir da biomassa dessa vegetação, concentrar aquele componente, diminuindo o impacto ambiental.

Atualmente, essa técnica é pouco usada no mundo, tendo alguns trabalhos em andamento na Austrália, por exemplo.

A pesquisa recebeu apoio da FAPESP por meio de cinco projetos (19/14800-5, 18/04259-2, 21/00221-3, 19/19987-6 e 18/08408-2) e é parte do doutorado de Amanda Duim Ferreira, primeira autora do artigo.

“Já sabíamos por meio de trabalhos de outros pesquisadores que o manganês é um problema na região, com a contaminação de água, solo e peixes. Ao fazer o estudo voltado à análise da área impactada pelo rejeito rico em ferro, imaginamos que a taboa e o junco [Eleocharis acutangula] acumulariam mais manganês do que o hibisco, outra espécie arbórea presente no local. Mas os resultados apontaram que a taboa chega a acumular 13 vezes mais manganês na parte aérea do que as outras duas espécies. Já nas raízes, e por meio do mecanismo de placas de ferro [adaptação fisiológica da planta que leva à precipitação do óxido de ferro e à formação de placas], o resultado teve menos impacto”, afirma Duim Ferreira, que também foi a primeira autora do trabalho publicado em janeiro no Journal of Hazardous Materials.

De acordo com o estudo atual, o acúmulo de manganês nas raízes e placas de ferro da taboa foi de 18 mg/kg e 55 mg/kg, respectivamente.

Plantas adaptadas a ambientes alagados capturam o oxigênio da atmosfera por meio da parte aérea, levando-o até a raiz por espaços porosos (aerênquimas).

Essa oxigenação mantém o sistema radicular, responsável pela fixação, além da absorção de água e de sais minerais.

A absorção de matéria orgânica pelas plantas favorece a dissolução de óxidos de manganês e a liberação de prótons pode desencadear a dissolução do carbonato de manganês.

Por outro lado, as plantas aquáticas também podem oxidar suas rizosferas (região onde o solo e as raízes entram em contato) devido ao transporte interno de oxigênio. Esse processo pode diminuir a biodisponibilidade de manganês.

Método

Para realizar a pesquisa foram determinados parâmetros físico-químicos do solo (pH rizosférico, pH do solo e potencial redox) e o teor de carbono orgânico total, além da extração de manganês em locais naturalmente vegetados pelas três espécies de plantas.

Também foi realizado o fracionamento geoquímico do metal nos solos estudados.

A concentração de manganês foi determinada em cada compartimento da planta – raízes, parte aérea e placas de ferro.

Foram estabelecidos fatores de bioconcentração e translocação, avaliando assim a capacidade da vegetação de atuar como hiperacumuladora de manganês e seu potencial uso em programas de fitorremediação.

“Esses resultados abrem um leque de possibilidades para o uso da fitorremediação. Conhecendo esses mecanismos de absorção, é possível cultivar a taboa usando diferentes estratégias agronômicas conhecidas para obter os melhores resultados. Saímos do escopo da fitorremediação para a agromineração. É nisso que estamos trabalhando”, complementa o professor, que coordena o Grupo de Estudo e Pesquisa em Geoquímica de Solos da Esalq.

Agora Duim Ferreira, que está fazendo estágio na Carolina do Norte (Estados Unidos), trabalha na pesquisa de técnicas agronômicas para o plantio de taboa visando aproveitar o potencial fitorremediador da planta.

“Estamos aplicando diversas técnicas agronômicas com base no que já sabemos sobre o período de plantio, época mais adequada, número de cortes por ano para aumentar o potencial de produção de biomassa da taboa e remoção de manganês e ferro”, diz a pesquisadora.

Segundo ela, a taboa continua acumulando grandes quantidades de metais mesmo ao longo dos anos – já foram realizadas coletas no estuário em 2019, agosto de 2021 e fevereiro deste ano.