Metais em plantas e algas : acumulação e potencial aplicação em processos de remediação

The present work reports the study of the bioaccumulation of potentially toxic elements (cadmium, lead and mercury) by marine macroalgae (Ulva lactuca, Fucus vesiculosus and Gracilaria gracilis), abundant in the coast and estuarine systems worldwide. These organisms proved to be capable of withstanding moderate multi-metallic contamination (environmentally relevant concentrations), incorporating high amounts of metal in their tissues. The high removal percentages achieved, in particular for mercury (99%), demonstrate the potential of these algae as a basis for a new biotechnological treatment of saline waters contaminated with metals (more efficient, cost-effective and environmentally friendly than conventional methods). U. lactuca was considered the most promising due to the better performance presented. The comparison between the bioaccumulation and biosorption processes suggested that in some cases the use of the living organism will have advantages over the application of biomass, due to the simplicity of the overall process, and the lower residual concentration of metal achieved in the solution (especially for Cd). The transfer and accumulation of Hg by terrestrial plants (Brassica juncea and Lolium perenne) in agricultural fields near a contaminated industrial area was also studied. Despite the low bioaccumulation factors found (<1), there were high Hg content in plants (up to 84 mg kg-1 in roots and up 6.9 mg kg-1 in shoots, dry weight). Daily intake estimates for grazing animals (cows and sheep) pointed to the potential risk to human health derived from consumption of their meat. The results highlighted the important role that plants and algae may have in protection, risk assessment and remediation of environmental systems contaminated with metals.

O presente trabalho reporta o estudo da bioacumulação de elementos potencialmente tóxicos (cádmio, chumbo e mercúrio) por macroalgas marinhas (Ulva lactuca, Fucus vesiculosus e Gracilaria gracilis), abundantes nas costas e sistemas estuarinos a nível mundial. Estes organismos mostraram ser capazes de resistir a contaminação multi-metálica moderada (concentrações ambientalmente relevantes), incorporando uma elevada quantidade de metal nos seus tecidos. As elevadas percentagens de remoção alcançadas, em especial para o mercúrio (99%), demonstram a potencialidade destas algas como base de uma nova biotecnologia de tratamento de águas salinas contaminadas com metais (mais eficiente, de menor custo e mais amiga do ambiente que os métodos convencionais). A U. lactuca foi considerada a mais promissora pelo melhor desempenho apresentado. A comparação entre os processos de bioacumulação e biossorção sugeriu que em alguns casos a utilização do organismo vivo terá vantagens sobre a aplicação da sua biomassa, pela maior simplicidade de aplicação do processo global, e pelas menores concentrações residuais de metal alcançadas na solução (em especial para o Cd). A transferência e acumulação de Hg por plantas terrestes (Lolium perenne e Brassica Juncea) em campos agrícolas perto de uma zona industrial contaminada foi também estudada. Apesar dos baixos fatores de bioacumulação encontrados (<1), registaram-se elevados conteúdos de Hg nas plantas (até 84 mg Kg-1 nas raízes e 6.9 mg Kg-1 na parte aérea, peso seco). Estimativas da ingestão diária por animais de pasto (vacas e ovelhas) apontaram para o potencial risco para a saúde humana derivada do consumo da sua carne. Os resultados evidenciaram o importante papel que as plantas e as algas estudadas poderão ter na proteção, avaliação de risco e remediação de sistemas ambientais contaminados com metais.

Doutoramento em Química