Aquatic macrophytes in acid mine drainage solutions

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A mineração é apenas um dos caminhos pelos quais os metais são liberados no ambiente, sendo que a principal fonte de contaminação por metais tem sido as pilhas de rejeitos e materiais estéreis. A presença de minerais sulfetados em depósitos de minério é fonte de drenagem ácida de minas (DAM), a qual é reconhecida como poluente multifator, sendo a importância de cada fator dependente dos sistemas afetados. Os principais fatores de poluição são pH, sais, íons metálicos e não-metálicos, além dos processos de sedimentação. A presença de metais pesados no meio ambiente é o principal problema relacionado à drenagem ácida de mina, pois pode afetar os sistemas aquáticos de diversas formas, sendo que os efeitos podem ser categorizados como químicos, físicos, biológicos e ecológicos. A recuperação de ambientes contaminados requer tecnologias, muitas vezes de custo elevado, entretanto a fitorremediação apresenta-se como uma tecnologia eficiente e de baixo custo. Esta tecnologia pode ser aplicada in situ com a utilização de espécies vegetais e microorganismos associados, que degradam e seqüestram elementos contaminantes presentes no meio. Devido à inerente capacidade das espécies Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e Spirodela polyrrhiza de absorverem diferentes metais, é possível que as mesmas sejam capazes de absorver e acumular, simultaneamente, metais e arsênio presentes na água de drenagem ácida, sem o possível comprometimento do crescimento e do desenvolvimento das plantas. O presente estudo teve como objetivos avaliar o acúmulo de Cu, Fe, Mn, Ni, Zn e As no tecido vegetal, além da tolerância e o desenvolvimento de E. crassipes, P. stratiotes e S. polyrrhiza expostas a sistema artificial de cultivo contendo soluções diluídas de drenagem ácida de minas. Dentre as espécies estudadas, E. crassipes foi a mais tolerante às referidas soluções, seguida por S. polyrrhiza e, por fim, P. stratiotes. No entanto, E. crassipes e P. stratiotes se destacaram por apresentar sistemas radiculares bem desenvolvidos e, desta forma, permitir acúmulo substancial de metais em suas raízes, favorecendo a rizofiltração. Porém, apenas E. crassipes apresentou capacidade de sobreviver em soluções contendo DAM sem que fosse registrado o surgimento de danos severos na morfologia externa e anatomia, embora seu crescimento tenha sido inibido com o aumento na concentração de DAM. Mining is one of the paths in which metals are released into the environment, tailings piles and sterile materials are the main source of metal contamination. The presence of sulfide minerals in ore deposits is a source of acid mine drainage (AMD), which is recognized as a multifactor pollutant, and each factor varies depending on the systems affected. As main factors can be quoted pH, salts, metal and non-metallic ions, and sedimentation processes. The presence of heavy metals in the environment is the main problem related to acid mine drainage due to its effects on aquatic ecosystems. The effects may be categorized as chemical, physical, biological and ecological. The recovery of contaminated environments requires technologies, often expensive, however the phytoremediation is an efficient and low cost technology. It can be applied in situ using plants and microorganisms, which degrade and uptake contaminants. Due to the inherent ability of Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes and Spirodela polyrrhiza to uptake different metals, it is possible that they are able to uptake and accumulate both metals and arsenic, without compromising growth and plant development in solutions with acid mine drainage. This study aimed to evaluate Cu, Fe, Mn, Ni, Zn and As accumulation, tolerance and development of three species of macrophyte (E. crassipes, P. stratiotes and S. polyrrhiza) exposed to aqueous solutions containing acid mine drainage. Among the studied species, E. crassipes was the most tolerant to acid mine drainage solutions, followed by S. polyrrhiza, and finally, P. stratiotes. E. crassipes and P. stratiotes stood out for its well-developed root system that allows substantial metals accumulation in their roots, benefiting rhizofiltration. But, only E. crassipes showed ability to survive in solutions containing acid mine drainage without severe damages on its morpholoy and anatomy, and growth was inhibited with increasing concentration of acid mine drainage.