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Francesco Lugli

Título


Modelagem numérica de processos de fitorremediação de solos

Orientador


Cláudio Fernando Mahler

Resumo


A Fitorremediação é uma técnica que se destaca por seu baixo custo, baixo impacto ambiental e simplicidade técnica. Por outro lado, em comparação às soluções tradicionais, é fortemente dependente das características do local onde é aplicada (clima, solo, hidrogeologia, contaminação), porque o desempenho dos organismos vegetais, agentes principais desse processo, depende de muitas variáveis relativas à interação com os contaminantes, com o solo e com a atmosfera.

A presente pesquisa trata da aplicação da modelagem numérica ao sistema completo planta – solo – atmosfera como ferramenta de análise de processos de fito-extração e fito-sequestro. Foi conduzida uma calibração de dados experimentais procedentes de ensaios em vaso, realizados com chrysopogon zizanioides em um solo contaminado por íons de metais tóxicos: Ni2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+ e por meio de uma sucessiva aplicação do modelo ajustado a um cenário de contaminação no campo, caraterizado por horizontes de solos e condições climatológicas representativas de um distrito industrial do município de Rio de Janeiro.
Este estudo demonstrou a possibilidade de ajustar, com uma boa aproximação na maioria dos casos analisados, a quantidade de metal absorvido pela planta ao variar o nível de contaminação. Os resultados foram satisfatórios apesar de hipóteses muito simplificadoras, particularmente em relação à sorção de contaminante no solo e ao comportamento da planta. A aplicação ao caso de campo evidenciou que a metodologia proposta pode produzir indicações úteis para avaliar projetos de fitorremediação em termos de eficiência e tempo requerido.

Abstract


Phytoremediation is a remediation technique that stands out for its low cost, minimal environmental impact and technical simplicity. Compared to traditional methods, phytoremediation is strongly dependent on the characteristics of the site where it is applied (climate, soil, hydro-geology, degree of contamination) because the effectiveness of vegetation, the main agent of the phytorremediation process, depends on many variables related to interaction with contaminants, soil, water and air.

This research concerns the use of a numerical model of the plant - soil – atmosphere environment as a tool for analyzing processes of phyto-extraction and phyto-sequestration. The model is first calibrated on experimental data from pot experiments performed with chrysopogon zizanioides in a soil contaminated by toxic cations: Ni2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+. The calibrated model is successively applied to a contaminated field site, characterized by soil and climatic conditions representative of an industrial district in the municipality of Rio de Janeiro.

This study demonstrates the possibility to adjust, with a good approximation in most cases examined, the amount of metal absorbed by the vegetation for different levels of contamination. These results are achieved despite very simplifying  assumptions, particularly about contaminant sorption in the soil and plant system. The field application demonstrates the usefulness of models to obtain important informations of a specific project of phytoremediation, in terms of efficiency and time required for remediation.

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