O potencial da fitorremediação para a recuperação das escombreiras das minas de Penedono e Aljustrel

Abstract

O solo é um recurso natural essencial que quando poluído pode degradar significativamente os ecossistemas e áreas agrícolas, colocando em risco a vida dos seres vivos, incluindo o ser humano. Com o aumento da exploração industrial (nomeadamente a exploração mineira), a poluição dos solos com metais pesados tornou-se um grave problema a nível mundial, levando à necessidade de encontrar soluções para controlar e remediar os danos causados. Nesse contexto, a fitorremediação constitui uma alternativa viável para a reabilitação de áreas contaminadas e sua reconversão para fins agrícolas, urbanos ou paisagísticos, face a outras técnicas de despoluição tradicionais, pelo seu caráter ecológico, sustentável e económico. Para esta dissertação foram desenvolvidos dois ensaios laboratoriais distintos de modo a estudar o potencial da fitorremediação para recuperar as escombreiras de duas minas. O primeiro ensaio consistiu, numa primeira fase, na recolha de amostras da escombreira da mina de Santo António (Penedono) e respetivas plantas, de modo a estudar o potencial destas como bioindicadores. Posteriormente realizaram-se ensaios ex situ com o objetivo de avaliar a capacidade de duas espécies, Brassica nigra e Medicago sativa, como fitorremediadoras dessa escombreira. Neste estudo foi também comparado o efeito do húmus em 3 concentrações (0%, 15% e 25%), de modo a perceber a sua influência como corretivo da escombreira e potenciador do crescimento vegetal, e a capacidade de dois quelantes altamente degradáveis (ácido cítrico e ácido oxálico) para aumentar a biodisponibilidade dos metais. No segundo ensaio laboratorial, estudou-se o comportamento da Hirschfeldia incana como fitorremediadora num solo colhido na mina de Aljustrel. Neste ensaio comparou-se o efeito do húmus em duas concentrações (0% e 15%), assim como o uso de tiocianato de amónio como quelante e de ácido giberélico como fito-hormona. Os resultados sugerem que na escombreira de Penedono as espécies Cytisus multiflorus, Pteridium aquilinum e Graminaea sp são úteis para a bioindicação de cobre, zinco, manganês e estrôncio, e que a espécie Polytrichum commune pode ser utilizada na bioindicação de zinco e manganês. Por outro lado a planta do género Agrostis sp. apresenta potencial para bioindicação de cobre, prata, estrôncio, e a espécie Leontodon taraxacoides para bioindicação de cobre, estrôncio e cádmio. Os ensaios de fitorremediação revelam que a B. nigra pode ser apta para a fitoestabilização de zinco, cobalto e manganês; M. sativa revelou ser útil na fitoestabilização de cobre, zinco e manganês, e a H. incana tem aptidão para fitoestabilizar prata, ouro, cádmio, e zinco (quando complementada com tratamentos específicos). Em todos os ensaios verificou-se que a presença de húmus incrementou o crescimento das plantas. O ácido cítrico funcionou como quelante de Bi (B. nigra) e Ag (M. sativa); o ácido oxálico operou como quelante de Ag e Au nos testes com B. nigra. O tiocianato de amónio mostrou ser eficiente como quelante de Ag nos ensaios com H. incana. Por último, os resultados demonstram que o ácido giberélico não teve exerceu influência no desenvolvimento da H. incana.

Soil is an essential natural resource that when polluted, can significantly degrade ecosystems and agricultural areas, putting at risk all living beings, including humans. As industrial exploitation increased (particularly, the mining sector), metal soil pollution grew into a serious global problem. Thus, the need to find solutions to control and mitigate the damage caused by metal contamination became urgent. In this context, phytoremediation is a viable alternative for the rehabilitation of contaminated areas and their reconversion for agricultural, urban or landscape purposes, in comparison to other traditional decontamination techniques, due to its ecological, sustainable and economic character. For this dissertation two different experiments were developed in order to study the potential of phytoremediation to recover the tailings of two mines. The first test consisted, during an initial phase, in gathering samples of the heap from the Santo António mine (Penedono) and its plants, to study their potential as bioindicators. Subsequently, ex situ trials were carried out to evaluate the capacity of two species, Brassica nigra and Medicago sativa, as phytoremediators of this heap. In this study, the humus effect in 3 concentrations (0%, 15% and 25%) was also compared in order to perceive its influence as amendment and plant growth enhancer, and the ability of two highly degradable chelants (citric acid and oxalic acid) to increase the metals bioavailability. In the second laboratory test, the behavior of Hirschfeldia incana as a phytoremediator in tailings from the Aljustrel mine was studied. In this assay, two humus concentrations (0% and 15%) were compared, as was the use of ammonium thiocyanate as chelant, and gibberellic acid as phytohormone. The results suggest that in the Penedono heap the species Cytisus multiflorus, Pteridium aquilinum and Graminaea sp are useful for the bioindication of copper, zinc, manganese and strontium, and the species Polytrichum commune can be used for zinc and manganese bioindication. On the other hand, plants from the Agrostis sp. genus can be used for bioindication of copper, silver, strontium, while the species Leontodon taraxacoides is apt for bioindication of copper, strontium and cadmium. The phytoremediation assays indicate that B. nigra has potential for zinc, cobalt and manganese phytostabilization; M. sativa has been found to be useful in copper, zinc and manganese phytostabilization, and H. incana has the ability to phytostabilize silver, cadmium, and zinc. In all the tests, the humus presence increased the plants growth. Contrarily, gibberellic acid revealed no effect on the plants development. Finally, citric acid worked as a chelator of Bi (B. nigra) and Ag (M. sativa); Oxalic acid managed to chelate Ag and Au in B. nigra tests; while ammonium thiocyanate showed to be efficient as a chelating agent of Ag in the H. incana assays.