Avaliação do potencial de biossorção da macrófita aquática Pistia stratiotes (alface-d’água) para remoção de íons de cádmio (Cd) e cromo (Cr) em meio aquoso

Abstract

A contaminação de ambientes aquáticos por metais pesados representa um importante problema ambiental e de saúde pública, exigindo o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis para o tratamento de efluentes contaminados. Neste contexto, a biossorção utilizando macrófitas aquáticas têm se destacado como uma alternativa de baixo custo e ambientalmente adequada. O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial da macrófita Pistia stratiotes na remoção de íons de cádmio (Cd) e cromo (Cr) em soluções aquosas sintéticas. Os ensaios foram conduzidos em sistema de batelada, utilizando biomassa viva exposta individualmente aos metais durante sete dias. As concentrações dos íons metálicos foram determinadas por espectrofotometria de absorção atômica com atomização em forno de grafite (GF AAS), sendo também realizadas análises macroscópicas das alterações morfológicas da biomassa durante o período experimental. Os resultados evidenciaram comportamento distinto da espécie em relação aos metais avaliados. Para o cádmio, observou-se redução inicial da concentração de 2,2664 mg L-1 para 0,8130 mg L-1, até o segundo dia de exposição, seguida de aumento nos dias subsequentes, atingindo 2,8484 mg L-1 ao final do experimento, concomitante ao desenvolvimento de intensos sintomas de fitotoxicidade, como clorose, necrose e colapso estrutural das plantas, sugerindo comprometimento da capacidade de retenção do metal. Para o cromo, as concentrações permaneceram estatisticamente estáveis ao longo do tempo do experimento (p > 0,05), variando entre 1,6637 mg L-1 e 1,8347 mg L-1, sem remoção significativa, enquanto as alterações morfológicas observadas foram discretas. Conclui-se que, nas condições experimentais adotadas, a biomassa viva de Pistia stratiotes apresentou desempenho distinto frente ao cádmio e ao cromo, evidenciando que a toxicidade dos metais e a resposta fisiológica da planta influenciaram diretamente a eficiência do processo de biossorção. Os resultados contribuem para ampliar o conhecimento sobre aplicação de macrófitas aquáticas em processos de biossorção e remediação ambiental e fornecem subsídios para o desenvolvimento de estudos futuros utilizando biomassa viva.

Contamination of aquatic environments by heavy metals represents a major environmental and public health concern, requiring the development of sustainable technologies for the treatment of contaminated effluents. In this context, biosorption using aquatic macrophytes has emerged as a low-cost and environmentally friendly alternative. This study aimed to evaluate the potential of living Pistia stratiotes biomass for the removal of cadmium (Cd) and chromium (Cr) ions from synthetic aqueous solutions. Batch experiments were conducted by exposing the biomass separately to each metal for seven days. Metal concentrations were determined by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS), and macroscopic analyses were performed to evaluate morphological changes throughout the experimental period. The results showed distinct responses of Pistia stratiotes to the evaluated metals. For cadmium, the concentration decreased from 2.2664 to 0.8130 mg L-1 by the second day of exposure, followed by an increase to 2.8485 mg L-1 at the end of the experiment, accompanied by severe phytotoxic symptoms, including chlorosis, necrosis, and structural collapse of the plants. In contrast, chromium concentrations remained statistically stable (1.6637 and 1.8347 mg L-1, p > 0.05), with no significant removal, while only minor morphological changes were observed. It was concluded that, under the experimental conditions adopted, living Pistia stratiotes biomass exhibited distinct performance toward cadmium and chromium, demonstrating that metal toxicity and the physiological response of the plant directly influenced the efficiency of the biosorption process. These findings contribute to a better understanding of the application of aquatic macrophytes in biosorption and environmental remediation processes and provide support for future studies involving living biomass.