Fitorremediação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos por Rhizophora mangle em sedimento de manguezal contaminado por petróleo bruto

Abstract

Os ecossistemas costeiros localizados nas proximidades de centros urbanos e industriais vêm sendo impactados por contaminantes orgânicos, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). Os HPAs são formados por dois ou mais anéis aromáticos condensados, com potencial carcinogênico, mutagênico, recalcitrante e tóxico. O manguezal do estuário do rio São Paulo, ao norte da Baía de Todos os Santos (BTS), Bahia, está inserido em uma região de intensas atividades antrópicas, situada a margem da Refinaria Landulpho Alves de Mataripe (RLAM). Em virtude dessa realidade, o objetivo deste estudo foi fornecer subsídios para remediar o sedimento de manguezal, aplicando em escala laboratorial a técnica da fitorremediação com mudas de mangue vermelho (Rhizophora mangle) na remediação dos 16 HPAs considerados prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA). Foi aperfeiçoado um sistema de fitorremediação, simulando condições aproximadas do ambiente de manguezal, com mudas da espécie cultivadas durante três meses, em sedimento contaminado artificialmente com petróleo bruto proveniente da Bacia do Recôncavo. Como sistema de referência, houve unidades em mesmas condições, porém sem a adição da espécie de planta, atenuação natural. O monitoramento temporal dos bioprocessos foi realizado nos intervalos de 20, 40 e 90 dias. A porcentagem de degradação do total de HPAs alcançou 60,76% (10.540,33 - 4.135,82 ng g-1) na fitorremediação após 90 dias, enquanto na atenuação natural esse valor foi de 49,57% (10.540,33 - 5.315,45 ng g-1). Em suma, as concentrações individuais dos HPAs no final do experimento, foram menores em 10 (Naftaleno, Fluoreno, Fenantreno, Antraceno, Fluoranteno, Pireno, Criseno, Benzo [b] Fluoranteno, Benzo [k] Fluoranteno, Benzo [a] Pireno) dos 16 HPAs no solo rizosférico do que no não-rizosférico. Na atenuação natural, 4 (Benzo [a] Antraceno, Indeno [123, cd] Pireno, Dibenzo [ah] Antraceno, Benzo [ghi] Perileno) dos 16 HPAs estiveram em concentrações menores que na fitorremediação. Os dois restantes (Acenaftileno e Acenafteno) obtiveram valores acima do inicial, para ambos os experimentos. Os HPAs constituídos por 2, 3 e 5 anéis aromáticos, obtiveram maior degradação na fitorremediação (37,57%, 69,71% e 29,73% respectivamente). Em contrapartida, os HPAs com 4 e 6 anéis aromáticos obtiveram melhor degradação na atenuação natural, representando 52,39% - 22,24% respectivamente. Com relação às mudas de Rhizophora mangle, não houve variações significativamente distintas entre as unidades de simulação contaminada e controle, havendo em ambas, aparição de deformações nas folhas, e surgimento de brotos. A fitorremediação com Rhizophora mangle mostrou eficiência na remediação de ambientes de manguezal, apesar de não haver diferenças expressivas entre a atenuação natural. Faz-se necessário estudos quanto aos microrganismos associados à rizosfera da espécie e interações que ocorrem entre exsudatos-contaminante.

Coastal ecosystems located near urban and industrial centers have been impacted by organic contaminants, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). PAHs are formed by two or more condensed aromatic rings with carcinogenic, mutagenic, recalcitrant and toxic potential. The mangrove of the São Paulo estuary, north of Bahia de Todos os Santos (BTS), Bahia, is located in a region of intense anthropic activities, located on the edge of the Landaupho Alves de Mataripe Refinery (RLAM). Due to this reality, the objective of this study was to provide subsidies for remediation of mangrove sediment, applying the phytoremediation technique with red mangrove (Rhizophora mangle) seedlings in the laboratory to remediation the 16 HPAs considered by the State Environmental Protection Agency United States (USEPA). A phytoremediation system was developed, simulating approximate conditions of the mangrove environment, with seedlings cultivated for three months, in sediment artificially contaminated with crude oil from the Recôncavo Basin. As a reference system, there were units in the same conditions, but without the addition of the plant species, natural attenuation. The temporal monitoring of the bioprocesses was performed at intervals of 20, 40 and 90 days. The percentage of degradation of total PAH reached 60.76% (10,540.33 - 4,158.82 ng g-1) in phytoremediation after 90 days, while in natural attenuation this value was 49.57% (10,540.33 - 5,315.45 ng g-1). In summary, individual concentrations of PAHs at the end of the experiment were lower in 10 (Naphthalene, Fluorene, Phenanthrene, Anthracene, Fluoranthene, Pyrene, Chrysene, Benzo [b] Fluorantene, Benzo [k] Fluoranthene, Benzo [a] Pyrene) of the 16 HPAs in the rhizospheric soil than in the non-rhizospheric soil. In the natural attenuation, 4 (Benzo [a] Anthracene, Indeno [123, cd] Pyrene, Dibenzo [ah] Anthracene, Benzo [ghi] Perylene) of the 16 HPAs were in lower concentrations than in phytoremediation. The remaining two (Acenaphthylene and Acenaftene) obtained values above the initial, for both experiments. PAHs consisting of 2, 3 and 5 aromatic rings, obtained higher degradation in phytoremediation (37.57%, 69.71% and 29.73%, respectively). In contrast, HPAs with 4 and 6 aromatic rings obtained better degradation in the natural attenuation, representing 52.39% - 22.24% respectively. Regarding the Rhizophora mangle seedlings, there were no significant differences between the contaminated and control simulation units, with both occurrence of deformations in the leaves, and appearance of shoots. Phytoremediation with Rhizophora mangle showed efficiency in the remediation of mangrove environments, although there were no significant differences between natural attenuation. It is necessary to study the microorganisms associated with the rhizosphere of the species and interactions that occur between pollutant exudates.