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Plantas aquáticas emersas ou flutuantes livres, desempenham papel ecológico importante nos ecossistemas aquáticos, tanto como área de refúgio e alimento para a biota aquática como acumuladoras de nutrientes. Segundo Costa et al. (2003), a maioria das espécies de plantas aquáticas é extremamente produtiva, principalmente em locais com elevado grau de eutrofização.

Outro papel ecológico importante, discutido por Pedralli e Teixeira (2003) é o de agente filtrador de materiais particulados, sedimentos e nutrientes, exercido a partir da acumulação, em suas folhas e raízes, de metais pesados retirados da coluna de água e dos sedimentos.

Várias características físicas do ambiente podem influenciar na acumulação dos metais pesados em plantas aquáticas, no caso da temperatura, por exemplo, Miretzky et al. (2004) afirmaram que a concentração e a acumulação dos metais Cd, Cu e Zn aumentam em

Elodea canadensis, com o aumento da temperatura da água.

Segundo Wittig (1993) são consideradas bioacumuladoras, as espécies que contém elementos com concentração superior ao ambiente onde está inserida e, ainda, com concentração superior à média encontrada em espécies de ambientes não poluídos. Segundo Camargo et al. (2003), as plantas aquáticas submersas, livres, apresentam maior grau de adaptação ao ambiente aquático, enquanto as plantas emersas, menor grau. Isso determina os gradientes de ocorrência e abundância dos diferentes tipos ecológicos nos corpos de água.

As macrófitas aquáticas emersas têm sido consideradas as mais produtivas, pois não são limitadas por CO2, O2 e luz, visto que seus órgãos fotossintetizantes são emergentes. Além disso, esses vegetais retiram

nutrientes do sedimento, o qual apresenta geralmente alta concentração de nutrientes, quando comparados com outros compartimentos do ambiente aquático (Camargo et al., 2003).

A capacidade das macrófitas em concentrar elementos químicos do ambiente aquático foi revisada por Hutchinson (1975) citado por Brooks e Robinson (1998). Este autor estudou níveis de elementos potencialmente tóxicos como Cd, Pb e Hg. Posteriormente, Outridge e Noller (1991) estabeleceram valores médios para metais, em macrófitas de ambientes não contaminados, contaminados e, ainda, o fator de concentração para ambientes não contaminados, considerando a relação entre a concentração do metal na planta e água.

Muitos organismos são utilizados como biomonitores por sua capacidade de acumular íons metálicos. No entanto, o uso de macrófitas aquáticas tem sido difundido, principalmente, devido à necessidade de alternativas mais viáveis, ecológica e economicamente, de despoluição de ecossistemas aquáticos. Há uma intensa fonte de contaminação pontual e não pontual que podem aumentar rapidamente a concentração dos elementos no ecossistema, desfavorecendo o uso de algumas técnicas de fitorremediação.

Mangabeira et al. (2004) afirmaram que amostras de sedimento e água podem somente refletir a concentração momentaneamente, sendo por isso, importante o uso de biomonitoramento por oferecer maior possibilidade de avaliação do grau de poluição por metais pesados.

Os íons metais Cu2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Ni2+, e Co2+ são micronutrientes essenciais para as plantas. Entretanto, quando presentes em excesso, todos esses metais são tóxicos, como os não essenciais Cd2+ e Pb2+.

Cada espécie de planta tem diferentes níveis de tolerância a diferentes contaminantes (Kamal et al., 2004). Zavoda et al. (2001) consideraram plantas que toleram, absorvem e translocam altos níveis de determinados metais pesados, os quais podem ser tóxicos a muitos organismos, como hiperacumuladoras. Algumas plantas podem hiperacumular íons metálicos que são tóxicos em baixas concentrações

para outros organismos (Clemens et al., 2002). Chaney et al. (1997) afirmam que a principal característica de uma planta hiperacumuladora é a hipertolerância a metais pesados.

Visoottiviseth et al. (2002) estudaram o potencial acumulador de algumas espécies de plantas nativas, considerando espécies hiperacumuladoras como aquelas que acumulam valores acima de 1.000 µg/g de metal. Entre as espécies destacam-se as de ambientes aquáticos, Panicum repens e Typha angustifolia apresentadas como potenciais para a remoção de As.

A capacidade hiperacumuladora de algumas espécies permite o monitoramento ambiental de contaminantes em áreas de riscos. Pistia stratiotes, em experimento hidropônico rico em Cu apresentou maior concentração desse elemento nas raízes (300 mg/kg) do que na parte aérea (25 mg/kg) de acordo com Qian et al. (1999). Miretzky et al. (2004) usaram P. stratiotes em experimento para remoção de Cd, Cr, Fe, Mn, Zn e Pb da coluna de água poluída por atividades antropogênicas sendo significativa a taxa de remoção dos metais.

Kamal et al. (2004) avaliaram três espécies de plantas aquáticas com relação à capacidade de remoção de metais pesados em água contaminada obtendo resultados excelentes para Cu, Zn e Fe, ou seja, as espécies mostraram-se tolerantes a esses metais, de forma significativa.

No sentido de avaliar o potencial de plantas acumularem íons metálicos, vários trabalhos vêm sendo desenvolvidos, entre eles destacam-se: Raí et al. (1995) que estudaram várias espécies de macrófitas: flutuantes, submersas e emergentes. Lewander et al. (1996) investigaram a concentração dos metais pesados no sistema água- sedimento-planta, usando duas espécies de macrófitas submersas,

Potamogeton pectinatus e Myriophyllum verticillatum. Estes autores sugerem que a água da chuva causa uma contínua exposição do sedimento e planta a altos níveis de metais adsorvido ao material particulado e dissolvido, transportado ao longo do rio estudado. Durante o experimento, os metais liberados do sedimento foram acumulados pela parte aérea e raízes das plantas, diminuindo a concentração do metal na

água. Entretanto, a acumulação do metal na raiz foi percebida apenas quando o conteúdo de matéria orgânica do sedimento foi baixo, mostrando a influência da matéria orgânica na mobilidade dos metais.

Kanhkonen et al. (1997) analisaram a concentração de metais pesados em diferentes partes de Elodea canadensis; os dados sugerem que a concentração do metal depende mais da parte da planta estudada do que da concentração do metal no sedimento, já que existe diferença de concentração nos diversos compartimentos da planta. Mal et al. (2002) propõem o uso de Elodea canadensis como um biomonitor potencial devido a sua ampla distribuição e habilidade para acumular poluente em ecossistemas aquáticos. Isto permite salientar a necessidade de estudar a concentração dos metais, em cada compartimento da planta, além da concentração na água e no sedimento.

Cardwell et al. (2002) analisaram Cd, Cu, Pb e Zn em plantas, verificando a acumulação destes metais em plantas aquáticas de rios urbanos contaminados no sul de Queensland, Austrália. Os autores enfatizam que Typha sp apresentou maior concentração de metais que o sedimento. Dos metais estudados, o Zn aumentou sua acumulação na planta com o incremento da concentração do metal no sedimento.

De acordo com estes autores, muitos metais pesados em sistemas aquáticos eventualmente estão associados com material particulado que é depositado e acumula no sedimento. A concentração de metais em plantas aquáticas pode ser mil vezes maior que na água onde habitam. Certas plantas aquáticas podem ser usadas como indicadoras de nível baixo de contaminação ambiental que de outra maneira poderia não ser detectado.

As plantas aquáticas submersas absorvem os poluentes do sedimento, através das raízes, e da coluna d'água pelas folhas. As macrófitas enraizadas têm mostrado ser mais sensíveis aos metais pesados que as flutuantes, as quais são comumente usadas como biomonitoras (Mal et al., 2002).

Sawidis et al. (1995) estudaram a concentração de metais pesados em várias espécies de plantas aquáticas e sedimentos de lagos e rios da

Macedônia, norte da Grécia, e concluíram que as raízes tiveram maiores concentrações de metais pesados que as folhas, caules e flores. Diferenças na bioacumulação têm sido observadas em diferentes espécies, do mesmo gênero, encontradas em condições ambientais semelhantes, o que revela que a absorção dos metais é regulada por mecanismos fisiológicos da planta e, não somente por fatores físicos do ambiente.

O conhecimento sobre a concentração de metais pesados em diferentes partes das plantas é reduzido, especialmente para as macrófitas aquáticas. As diferentes concentrações de Cr, Ni, Mn, Fe, Cu e Zn nas raízes e folhas indicam que esses metais têm diferentes rotas de absorção e mecanismos de transporte na planta. Elodea canadensis, acumula mais Cr nas folhas que nas raízes. Zn é um metal móvel, tendo, aproximadamente a mesma concentração em diferentes partes da planta (Kahkonen et al., 1997).

Muitas plantas vivas podem absorver metais pesados (Keskinkan et al., 2004). Plantas aquáticas são capazes de remover metais pesados da água através de processos de absorção e bioacumulação (Sivaci et al., 2004). Costa et al. (2003) estudaram a remoção de metais pesados presentes na forma residual em efluentes industriais, usando plantas aquáticas secas, como por exemplo, Salvinia sp e Eichhornia crassipes, as quais foram eficientes para remoção de Cu e Zn. Schneider e Rubio (1999) e Schneider et al. (2001) demonstraram que a biomassa de macrófitas aquáticas, como as citadas acima, mesmo secas, possuem alta capacidade de acumular íons metálicos, devido a presença de grupos carboxila ocupados por cátions em maior concentração no ambiente como Ca2+, Mg2+ e Fe2+, que são substituídos por íons como Cu2+, Cd2+, Pb2+ e Cr3+.

2.6. Uso de macrófitas aquáticas como alternativa para