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Fitorremediação de solos contaminados – Experimento 2 – Plantio de espécies acumuladoras de metais em áreas que receberam resíduos sólidos urbanos.

A prática de aterrar o lixo é um dos meios mais antigos de disposição de resíduos sólidos e tem sido adotada por séculos. Parte dos resíduos aterrados dá origem ao chorume, um líquido extremamente poluente com odor fétido e coloração escura, formado a partir da biodegradação da matéria orgânica. Esse efluente é uma das maiores restrições em relação ao descarte de rejeitos diretamente sobre o solo, uma vez que, durante a percolação do chorume, desde a zona vadosa até a zona saturada do aquífero, vários compostos químicos e biológicos podem ser transportados e, consequentemente, poluir o solo, o aquífero e as águas superficiais. O Distrito Federal conta atualmente com 3.015.268 habitantes (IBGE, 2019), cujos resíduos sólidos foram descartados no Aterro Controlado do Jockey Club, popularmente conhecido como Lixão da Estrutural, desde o início da década de 1970 até o início de 2018. A constante atividade antrópica acarretou no aumento do volume desses resíduos, o que resultou em inúmeros problemas ambientais relacionados aos métodos inadequados de disposição e estocagem, provocando a contaminação do solo e das águas subterrâneas. À vista disso foi elaborado um diagnóstico de contaminação fundamentado com testes pilotos a partir de tecnologias adequadas para o efetivo controle da contaminação e remediação dos danos causados. A fitorremediação representa a propriedade de que diferentes espécies vegetais apresentam de reter contaminantes dispersos nos solos. De forma geral a pesquisa de espécies para fitorremediação é baseada em espécies de ciclo curto utilizadas em lavouras (ex.: girassol, milhos, leguminosas, etc.). Entretanto, existem espécies florestais que também apresentam a propriedade de retenção e metais pesados e outros contaminantes (Silva et al. 2019). Os metais pesados ou metais de transição mais comumente encontrados como fonte de contaminação são o Cádmio, chumbo, cobalto, cobre, mercúrio níquel e zinco. Estes cátions apresentam a propriedade de se ligarem com a hemoglobina do sangue e causar sérios problemas à saúde humana (Silva et al. 2019). Para crescer e completar o ciclo de vida, as plantas devem adquirir não apenas macronutrientes (N, P, K, S, Ca e Mg), mas também micronutrientes essenciais, como Fe, Zn, Mn, Ni, Mo e outros metais que funcionam como micronutrientes. Plantas desenvolveram mecanismos altamente específicos para reter, translocar e armazenar esses nutrientes. Por exemplo, o movimento do metal através das membranas biológicas é mediado por proteínas com funções de transporte. Além disso, mecanismos sensíveis mantêm a concentração intracelular de íons metálicos dentro da faixa fisiológica. Em geral, o mecanismo de captação é seletivo, plantas preferencialmente adquirindo alguns íons sobre outros. A seletividade da captação de íons depende da estrutura e propriedades dos transportadores de membranas. Essas características permitem que os transportadores reconheçam, vinculem e mediam o transporte transmembrana de íons específicos. Nesse experimento foi feito o plantio de espécies arbóreas nativas, incluindo: Mama-cadela (Brosimum gaudichaudii), Ipê roxo (Handroanthus impetiginosus), Angico (Anadenanthera macrocarpa), Pata-de-Vaca (Bauhinia forficata), Jatobá (Hymenaea courbaril), Fedegoso (Senna macranthera), Mulungu (Erythrina verna), Copaíba (Copaifera langsdorffii), Cedro (Cedrus) e Baru (Dipteryx alata) e exótica: Eucalipto (Eucalyptus) e de cultivo de ciclo curto: Sorgo (Sorghum bicolor) e Girassol (Helianthus annuus) em área adjacente ao lixão da Estrutural e verificação dos teores de metais acumulados na biomassa.

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável - ODS

Desafios OICS

  • Tratamento e recuperação de áreas contaminadas ou degradadas
  • Saneamento adequado
  • Ar e água superficial e subterrânea limpos
  • Qualidade de vida, saúde e nutrição

Eixos PCS

  • AÇÃO LOCAL PARA A SAÚDE
  • GESTÃO LOCAL PARA A SUSTENTABILIDADE

Palavras-chave

  • Fitorremediação
  • Descontaminação de solo
  • Fitorremediação de solos contaminados
  • Recuperação do Lixão do Distrito Federal

Atores

Secretaria de Estado de Meio Ambiente do Distrito Federal - Sema/DF

governamental

Subsecretaria de Gestão das Águas e Resíduos Sólidos (Sugars) da Sema/DF

governamental

Serviço de Limpeza Urbana do Distrito Federal (responsável pela gestão e controle da URE - SLU

publico-privada

Fornecedores

publico-privada

Finatec - Fundação de Empreendimentos Científicos e Tecnológicos

Público beneficiado

População dos arredores do antigo Lixão da Estrutural

Processo de articulação

A Sema/DF desde o início da implementação do projeto CITinova em Brasília se aproximou do SLU para dar conhecimento e também trocar informações quanto a execução dos trabalhos que seriam realizados no “Lixão”, foram realizadas diversas reuniões entre gestores e equipes da Sema e do SLU para alinhamento, inclusive elaboração do termo de referência que viria a ser a base da contratação da Finatec. Após a assinatura do contrato de realização do Diagnóstico Ambiental e proposta de remediação do “Lixão da Estrutural” com a Finatec, o SLU autorizou, sem maiores dificuldades, à equipe técnica contratada a utilizar a área da URE para as atividades dos projetos-pilotos.

Investimento necessário

DE 100 ATE 500 MIL

Especificação dos valores

  • Seleção da área (em função da declividade e ausência de aterros acumulados) – R$ 10.000,00;
  • Limpeza da área com auxílio de máquinas para retirada da vegetação invasora – R$ 6.000,00;
  • Primeira campanha de coleta de amostras; seleção das espécies, plantio, monitoramento do desenvolvimento da biomassa, e irrigação – R$ 70.000,00;
  • Segunda campanha de coleta de amostras com avaliação dos resultados e elaboração de relatório analítico – R$ 30.000,00

Piloto

Período de implementação

Início 25/11/2019

Finalização 20/06/2020

País

Brasil

Estado/província

Distrito Federal

município

Brasília

bairro

Cidade Estrutural

Localização

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Detalhes

Foram plantadas espécies que são acumuladoras de metais em áreas que receberam resíduos sólidos urbanos, sendo escolhidas plantas nativas dos cerrados e plantas exóticas, incluindo: Mama-cadela (Brosimum gaudichaudii), Ipê roxo (Handroanthus impetiginosus), Angico (Anadenanthera macrocarpa), Pata-de-Vaca (Bauhinia forficata), Jatobá (Hymenaea courbaril), Fedegoso (Senna macranthera), Mulungu (Erythrina verna), Copaíba (Copaifera langsdorffii), Cedro (Cedrus) e Baru (Dipteryx alata) e exótica: Eucalipto (Eucalyptus) e de cultivo de ciclo curto: Sorgo (Sorghum bicolor) e Girassol (Helianthus annuus) em área adjacente ao lixão da Estrutural e verificação dos teores de metais acumulados na biomassa das plantas.
O presente projeto piloto é parte integrante do estudo intitulado “Elaboração do Diagnóstico da Contaminação e Proposta de Remediação do Antigo Lixão da Estrutural”. No contexto da realização do diagnóstico ambiental para determinar a extensão da contaminação no ar, no solo, nas águas superficiais e subterrâneas tendo em vista a elaboração de propostas para sua remediação, a partir do teste de soluções inovadoras com indicação daquelas que pudessem ser viáveis para a implementação. A intenção é minimizar os teores de metais pesados que ocorram em elevados teores nos solos adjacentes à área principal de acumulação de resíduos no antigo Lixão da Estrutural no Distrito Federal. A contaminação dos aquíferos situados em área sob influência do Lixão da Estrutural é considerado o principal impacto ambiental decorrente da disposição sem controle dos resíduos do Distrito Federal acumulados por décadas, sem a devida aplicação de medidas mitigadoras. Os estudos foram desenvolvidos na poligonal do antigo Lixão da Estrutural e adjacências incluindo faixas no interior do Parque Nacional de Brasília (situado a leste), faixas no interior da cidade Estrutural (localizada a sul e sudoeste) e áreas nas chácaras do Núcleo Rural Cabeceira do Valo (situadas a oeste). Esta área está localizada na porção centro-oeste do Distrito Federal, no divisor das bacias dos ribeirões Vicente Pires e Bananal, respectivamente afluentes dos braços sul e norte do Lago Paranoá. O Aterro Controlado do Jóquei, ou como é mais conhecido, o antigo Lixão da Estrutural, atual Unidade de Recebimento de Entulho – URE, está localizado a 15km do Congresso Nacional e é contíguo ao Parque Nacional de Brasília; ocupa uma área de aproximadamente 200 hectares - o que corresponde a cerca de 243 campos de futebol. O local está ativo desde a década de 1950, mas foi oficializado pelo GDF há quase 40 anos. O depósito era listado como o segundo maior lixão a céu aberto da América Latina recebendo cerca 2,2 mil toneladas de rejeitos de domicílios ao dia e pelo menos 5 mil toneladas de entulho de construções, o que equivale a uma média de 7,2 mil toneladas de lixo por dia. Acumula mais de 40 milhões de toneladas de lixo, que formam um maciço de resíduos, o qual alcançou mais de 35 metros nos pontos mais elevados e que estão enterrados. Em 2018, passou a receber apenas resíduos da construção civil e galhadas (resíduos de podas de vegetação). Existe apenas um tanque para armazenar o chorume, com capacidade de 7,5 milhões de litros. O chorume penetra o solo, é drenado para uma lagoa, mas, em períodos de chuva, são feitas retiradas da lagoa para aplicação de volta à superfície do aterro, evitando que o reservatório transborde. No local, há aproximadamente 150 pontos de escape do Metano (CH4), que é queimado 24 horas por dia. O antigo Lixão da Estrutural encerrou as atividades em 20 de janeiro de 2018 pelo Governo do Distrito Federal após uma determinação do Tribunal de Justiça do Distrito Federal motivada por uma ação do Ministério Público do Distrito Federal e Territórios desde 2007. A decisão pelo seu fechamento atende também à Política Nacional de Resíduos Sólidos. Nesse experimento foram realizados tipos de plantios visando à verificação da capacidade de retenção de metais pelas diferentes fases vegetacionais: i) plantas arbóreas, plantadas a partir de mudas e ii) plantas de ciclo curto Sorgo (Sorghum bicolor) e Girassol (Helianthus annuus) plantadas a partir de sementes, como estudo de solução viável de fitorremediação de solo contaminado.
Nas adjacências de áreas de ocupação irregulares, em contexto de ampla vulnerabilidade social. Foi implantado na área da URE, localizada na faixa tamponamento do Parque Nacional de Brasília (300 metros), selecionada no antigo Lixão da Estrutural do Distrito Federal, com potencial de possíveis solos com contaminação elevada por metais pesados.

Benefícios

Sociais

Melhoria da qualidade vida da população residente na área contaminada, com diminuição dos riscos de contaminação.

Ambientais

Estudos que tratam do uso desta metodologia, conforme descrito no item que trata da metodologia indicam a minimização ou retirada total da contaminação dos solos.

Econômicos

Baixo custo para descontaminação de solos com elevados teores de metais em comparação com as técnicas tradicionais.

Emissão de GEE (Gases de Efeito Estufa)

Este piloto contribui para a redução da emissão de GEE (Gases de Efeito Estufa)

Justificativa

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Informações sobre o processo

7 meses para implementar

24 meses para obter retorno

Este piloto foi desenvolvido em uma área de 1 hectare ou 1 ha (10.000 m²) na porção sudeste da poligonal do antigo Lixão da Estrutural, atual URE. 1. Estratégia de implementação e etapas: Na etapa inicial foram plantadas espécies nativas e exóticas conhecidas por possuir crescimento rápido ou curta duração, em um arranjo preestabelecido de plantio com densidade de cerca de 3 x 3 metros (ajustado para 1.100 mudas). 2. Etapa preparatória Antes do plantio foram coletadas amostras de solo em duas profundidades para análise: - A partir de 20 -40 cm; - E entre 80 e 100 cm. 3. Etapa de monitoramento Nesta etapa foi iniciado o monitoramento com nova campanha de coleta das amostragens, foi realizada 10 meses após o plantio. Os pontos de amostragens foram selecionados a partir da ocorrência da biomassa próxima dos pontos originais selecionados na etapa inicial. 4. Materiais e métodos (Metodologia) As análises de solo e metodologia de análise da massa biológica foram realizadas por meio da aplicação de técnica de extração, isto é, por meio da extração com uso de ácido fraco a frio (ácido acético) e leitura em equipamentos tipo ICP ou outra forma de avaliação dos metais biodisponíveis, conforme Embrapa (1997). A etapa de fitorremediação foi fundamentada por diferentes referências científicas, incluindo os autores: Anselmo et al. (2005), Tavares et al. (2013), Cunha & Fernandes (2014) e Silva et al. (2019). A seleção das espécies exóticas foi composta por duas plantas de ciclo curto ou curta duração, com o objetivo de viabilizar o experimento no tempo do projeto. As espécies foram o Girassol (Helianthus annuus) e Sorgo (Sorghum bicolor). Foram realizados dois tipos de plantios visando à verificação da capacidade de retenção de metais pelas diferentes fases vegetacionais: i) plantas arbóreas, plantadas a partir de mudas e ii) plantas de ciclo curto Sorgo (Sorghum bicolor) e Girassol (Helianthus annuus) plantadas a partir de sementes. A localização das áreas de plantio está destacada na Figura 6, em anexo. As plantas de espécies arbóreas ainda estão em fase de desenvolvimento e ainda não foram amostradas para a verificação de sua capacidade de acumulação de metais. O sorgo (Sorghum bicolor) e girassol tiveram seu ciclo de vida concluído, e foram coletadas amostras no final do período seco e sua massa foliar em base seca foi encaminhada ao laboratório Soloquímica, em anexo, a Tabela 5 - Localização dos pontos de amostragem das plantas de ciclo curto. Os resultados estão apresentados nas Tabelas 6 e 7, respectivamente para Girassol (Helianthus annuus) e Sorgo (Sorghum bicolor). Ambas as tabelas estão em anexo. Os dados mostram que o Girassol (Helianthus annuus) tem maior poder de acumulação dos elementos do complexo sortivo do solo, incluindo cálcio, magnésio, sódio e potássio, além de ferro e alumínio. Com relação aos metais de transição, como os teores nos solos são baixos não foi encontrado qualquer valor acima do limite de quantificação no método analítico que neste caso é de 0,001 mg/kg de solo. O Sorgo (Sorghum bicolor) apresenta menores teores de todos os metais, sendo que os valores médios com relação ao conteúdo das mesmas espécies químicas analisadas para o Girassol (Helianthus annuus) as seguintes: potássio 7,36%; cálcio 27,26%; magnésio 44,8%; sódio 58,19%; alumínio 21,11%; ferro 32,32%; cobre 45,52% e zinco 14,7%. De forma resumida, as principais etapas realizadas e ações recomendadas são: -seleção da área (em função da declividade e ausência de aterros acumulados); -limpeza da área com auxílio de máquinas para retirada da vegetação invasora; -primeira campanha de coleta de amostras; seleção das espécies, plantio, monitoramento do desenvolvimento da biomassa, e irrigação; - segunda campanha de coleta de amostras com avaliação dos resultados e elaboração de relatório analítico.

Fatores de sucesso

Sociais

Excelente base referencial, a iniciativa possui fundamentação metodológica robusta.

Ambientais

Fitorremediação apresentou bons resultados no sequestro de metais nas espécies selecionadas, havendo um resultado objetivo e efetivo.

Econômicos

Solução de baixo custo para descontaminação de solos com elevados teores de metais em comparação com as técnicas tradicionais.

Políticos

É de extrema importância política o fato de se conhecer a situação real da contaminação do solo do “Lixão” do Distrito Federal para que se possa definir o caminho a ser seguido para a remediação da área. Esse processo de diagnóstico da contaminação, que incluiu experimentos pilotos na busca de demonstrar soluções viáveis para a descontaminação do solo, são muito relevantes para as decisões políticas acerca da recuperação e futuro uso dessa área para outros fins, caso seja de interesse público. O projeto CITinova Brasília entregou esse diagnóstico ao governo e à sociedade do Distrito Federal.

Possíveis complicações

Fraquezas do piloto

Para que testes quanto a técnicas de remediação de solos com concentração de metais tenham sucesso, é importante que as áreas, das coberturas pedogenéticas onde serão aplicadas as técnicas de remediação, estejam efetivamente contaminadas. Vale ressaltar que o experimento ou implementação direta deve ser realizado iniciando pelas análises dos solos e mapeamento das áreas com maior concentração de metais.

Ameaças a este projeto

Para se obter a efetiva remediação dos solos, com o uso da técnica de fitorremediação, as coberturas pedogenéticas devem estar efetivamente contaminadas. Caso contrário não será possível se medir sua efetividade.

Soluções

Soluções encontradas

Os resultados dos testes de fitorremediação mostraram que algumas das espécies testadas são bioacumuladoras e podem ser aplicadas para solos efetivamente contaminados.

Adaptabilidade

Mix de espécies selecionadas possuem excelente adaptação em outros biomas, o monitoramento é efetivo tanto para o mix de espécies de curta duração quanto para as espécies de ciclo longo desde que não sejam invasoras para determinado bioma, ecossistema e subtipo florestal p.e. pinus em ecossistema costeiro, mangue, dunas e outros subtipos sensíveis e frágeis.

Contribuição para políticas públicas

O fato de se conhecer a situação real da contaminação do solo do “Lixão” do Distrito Federal é de extrema importância política, no intuito que se possa definir o caminho a ser seguido para a remediação da área. Esse processo de diagnóstico da contaminação, que incluiu experimentos pilotos na busca de demonstrar soluções viáveis para a descontaminação do solo, são muito relevantes para as decisões políticas acerca da recuperação e futuro uso dessa área para outros fins, caso seja de interesse público. O projeto CITinova Brasília entregou esse diagnóstico ao governo e à sociedade do Distrito Federal.

Referências e contatos da informação

  • Coordenadora do Corredor Verde
  • Pierre-André Martin - Embya - Paisagens e Ecossistemas - empresa responsável pelo projeto paisagístico

Anexos

  • Anexo 10_Tabelas e Figuras Resultados Template Estabilização de Metais no Solo.docx

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  • Anexo 08_Tabela 4 Template de Fitorremediação Exp 01.pdf

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