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FITORREMEDIAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS DE PRODUÇÃO DE CELULOSE NO CONTEXTO DE REMOÇÃO DE METAIS PESADOS

A indústria de celulose e papel gera grandes volumes de efluentes devido ao alto consumo de água. O método kraft, amplamente usado no Brasil, é eficiente na extração da celulose, mas resulta em águas residuárias com altas concentrações de compostos orgânicos e inorgânicos. Entre os principais poluentes presentes nesses efluentes, destacam-se metais pesados como ferro (Fe), cobre (Cu), zinco (Zn), cádmio (Cd), níquel (Ni), cromo (Cr) e chumbo (Pb), além de organoclorados e derivados da lignina, que podem conferir elevada toxicidade ao meio aquático e apresentar alta recalcitrância. A complexidade química desses efluentes representa um desafio ambiental expressivo, exigindo o desenvolvimento e aprimoramento de estratégias de tratamento eficazes e sustentáveis. Nesse contexto, a fitorremediação tem sido amplamente investigada como uma abordagem viável e de baixo custo para a remoção de metais pesados e outros contaminantes desses efluentes. A literatura destaca que diversas macrófitas aquáticas possuem potencial para esse fim, incluindo Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes, Lemna minor, Typha angustifolia, Phragmites australis, Canna indica, Chrysopogon zizanioides e Centella asiatica. Estudos apontam que a eficiência do processo varia conforme a espécie utilizada, a composição do efluente e as condições ambientais, como pH, disponibilidade de nutrientes e concentração dos poluentes. As taxas de remoção relatadas na literatura variam entre diferentes metais e espécies vegetais. Eichhornia crassipes demonstrou remoção de Fe de até 96,2% em sistemas hidropônicos, enquanto Erianthus arundinaceus atingiu remoções de 84,1% para Cu em sistemas alagados construídos de escoamento vertical (SAC-VF). O Zn foi eficientemente removido por Eichhornia crassipes (até 97,2%), enquanto Chrysopogon zizanioides se mostrou eficaz na remoção de Pb (94,7%) e Cd (95,2%). O Ni atingiu remoção de 73,3% com Erianthus arundinaceus, enquanto Centella asiatica removeu 38% de Cr. Já o Hg foi mais eficientemente removido por Lemna minor, chegando a 66,7%. Embora promissora, a fitorremediação enfrenta desafios em efluentes de celulose e papel. A alta carga orgânica e a complexidade química podem comprometer o desempenho das macrófitas, exigindo a seleção criteriosa de espécies e condições de cultivo. Compostos tóxicos podem reduzir a eficiência do processo, tornando necessária sua integração com outras tecnologias. A aplicação em larga escala demanda estudos sobre otimização do cultivo, mecanismos de absorção e estratégias combinadas para aumentar a eficiência.
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FITORREMEDIAÇÃO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS DE PRODUÇÃO DE CELULOSE NO CONTEXTO DE REMOÇÃO DE METAIS PESADOS

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.5552507035

  • Palavras-chave: Fitorremediação, metais pesados, efluentes industriais, celulose e papel, macrófitas aquáticas, tratamento de água residuária.

  • Keywords: Phytoremediation, heavy metals, industrial wastewater, pulp and paper, aquatic macrophytes, wastewater treatment.

  • Abstract: The pulp and paper industry generates large volumes of effluents due to high water consumption. The kraft process, widely used in Brazil, is efficient in cellulose extraction but produces wastewater with high concentrations of organic and inorganic compounds. Among the main pollutants found in these effluents are heavy metals such as iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), cadmium (Cd), nickel (Ni), chromium (Cr), and lead (Pb), as well as organochlorine compounds and lignin derivatives, which contribute to high aquatic toxicity and recalcitrance. The chemical complexity of these effluents poses a significant environmental challenge, requiring the development and refinement of effective and sustainable treatment strategies. In this context, phytoremediation has been extensively studied as a viable and cost-effective approach for removing heavy metals and other contaminants from these effluents. Literature reports indicate that several aquatic macrophytes have the potential for this purpose, including Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes, Lemna minor, Typha angustifolia, Phragmites australis, Canna indica, Chrysopogon zizanioides, and Centella asiatica. The efficiency of the process varies according to plant species, effluent composition, and environmental conditions such as pH, nutrient availability, and pollutant concentrations. Reported removal rates in the literature differ among metals and plant species. Eichhornia crassipes have shown Fe removal of up to 96.2% in hydroponic systems, while Erianthus arundinaceus achieved 84.1% Cu removal in vertical flow-constructed wetlands (VF-CW). Zn was effectively removed by Eichhornia crassipes (up to 97.2%), whereas Chrysopogon zizanioides demonstrated high efficiency in Pb (94.7%) and Cd (95.2%) removal. Ni reached 73.3% removal with Erianthus arundinaceus, while Cr removal by Centella asiatica was 38%.  Hg removal was most effective with Lemna minor, reaching 66.7%.  Although promising, phytoremediation faces challenges in treating pulp and paper effluents. High organic loads and chemical complexity can impair macrophyte performance, requiring careful species selection and cultivation conditions. Toxic compounds may reduce process efficiency, necessitating integration with other treatment technologies. Large-scale application requires further research on cultivation optimization, absorption mechanisms, and combined strategies to enhance efficiency.

  • Eder Carlos Lopes Coimbra
  • Alisson Carraro Borges
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