Caracterização do elemento químico arsênio e a biorremediação de solos contaminados

Authors

  • Clarissa Nascimento Soares Rener Centro Universitário CESMAC
  • Jair Faé Centro Universitário CESMAC
  • Ibira Ferro Ferraz Centro Universitário CESMAC
  • Rafael Cavalcanti de Oliveira Junior Centro Universitário CESMAC
  • Selenobaldo Alexinaldo Cabral de Santa'nna Centro Universitário CESMAC
  • Paulo Rogério Barbosa de Miranda Centro Universitário CESMAC
  • Jessé Marques Silva Júnior Pavão Centro Universitário Cesmac

DOI:

https://doi.org/10.48017/dj.v7i2.2017

Keywords:

Metal pesado, meio ambiente, contaminação do solo, sustentabilidade

Abstract

Arsenic is a major concern for the environment, as its rate of soil contamination is intense, whether in natural processes or by human activities (use of insecticides, herbicides and fertilizers). Bioremediation is a sustainable technique that can be considered safe, less costly and aggressive to the environment and uses microorganisms as a tool for the remediation of soils contaminated by arsenic, in order to reduce or eliminate the degradation of these soils. Given the need for the scientific community to improve its techniques and several companies, especially those related to consulting and environmental remediation, arouse interest in the implementation of bioremediation, as an option for the rehabilitation of

contaminated areas. The objective is to elaborate a wide literature review and identify the main characteristics of arsenic soil contamination, using bioremediation. An integrative literature review was applied using the terms Arsenic, Bioremediation and Soil in Portuguese, English and Spanish. We searched the databases Scielo, Pubmed, Academic Google and BDTD using a 10 years time-frame. The review showed that soil contamination with arsenic directly affects the quality of agricultural products, productivity, ecosystem sustainability and biodiversity. It is concluded that the available bioremediation techniques often need to be used together, in order to face the mixture of different toxic components in the same area

Metrics

Metrics Loading ...

References

AGÊNCIA DE REGISTRO DE DOENÇAS E SUBSTÂNCIAS TÓXICAS -ATSDR. ATSDR’s Substance Priority List. Atlanta, GA: Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA, Serviço de Saúde Pública, 2019. Disponível em: <https://www.atsdr.cdc.gov/spl/>. Acesso em: 10 jul. 2021;

AGÊNCIA DE REGISTRO DE DOENÇAS E SUBSTÂNCIAS TÓXICAS - ATSDR. Toxicological Profile for Arsenic. Atlanta, GA: Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA, Serviço de Saúde Pública, 2016. Disponível em: <https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/Arsenic_

addendum.pdf>. Acesso em: 10 jul. 2021;

AGUILAR, N. C. Isolamento e caracterização de bactérias resistentes a arsênio com potencial de aplicação em processos de biorremediação. 2018. 100 p. Tese (Doutorado Multicêntrico em Química) – Programa de Pós-Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Teófilo Otoni, 2018;

AHMED, M. K. SHAHEEN, N. HANINULLAH-AL-MAMUN, Md. ISLAM, S. ISLAM, M. M. KUNDU, G. VHATTACHARJEE, L. A comprehensive assessment of arsenic in commonly consumed foodstuffs to evaluate the potential health risk in Bangladesh. Science of the Total Environment, v. 544, p. 125–133, 2016;

ALMEIDA, L.; PIRES, M.; ZANATTA, M.; MARTINS, M. Bioensaios toxicológicos com sementes e organismos do solo para avaliação do efeito do arsênio (As). Revista dos Trabalhos de Iniciação Científica da UNICAMP, Campinas, SP, n. 27, p. 1–1, 2019. Disponível em: <https://econtents.bc.unicamp.br/eventos/index.php/pibic/

article/view/1841. Acesso em: 24 jul. 2021;

AMUNDSON, R. et al. Soil and human security in the 21st century. Science, New York, v. 348, p. 1261071.1-1261071.6, 2015;

ANDRADE, D. F.; ROCHA, M. S. D. A toxicidade do arsênio e sua natureza. Revista Acadêmica Faculdades Oswaldo Cruz, São Paulo, v.10, p.1-8, 2016;

ARAB, F.; MULLIGAN, C. N. An eco-friendly method for heavy metal removal from mine tailings. Environmental Science and Pollution Research, v. 25, n. 16, p. 16202–16216, 2018;

BARBOSA, V. A.; BAHIA, M. C.; SOUZA, K. O. da; OLIVEIRA, E, de. Meio ambiente e Saúde Pública: potenciais riscos à saúde humana por altas concentrações de arsênio na água em Portugal. Research, Society and Development, Vargem Grande Paulista, v. 9, n. 12, p. 1-24, 2020;

BISOGNIN, R. P.; LOPEZ, D. A. R.; MULLER, M. V. G.; RIEGER, A. Análise do potencial microbiano de uma biopilha na biorremediação de solos contaminados por hidrocarbonetos de petróleo. Eng. Sanit. Ambient, v. 23, n.3, 2018. Disponível em: https://www.scielo.br/j/esa/a/yycgj6xbhtlxbtdsf

k9tvgx/?lang=pt#. Acesso em: 10 jul. 2021;

COELHO, R. S. Biorremediação de solos contaminados com arsênio por meio de lavagem de solo usando biossurfactantes. 2018. 70 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018;

COLLA, L. M. et. al. Biossorção de cromo hexavalente de efluente utilizando resíduos agroindustriais fermentados por cepas de Aspergillus. Ciência & Engenharia, v.23, n.2, p.67-74, 2014;

DA SILVA, J. M. B. et. al. Arsênico - saúde: uma relação que exige vigilância. Vigilância Sanitária em Debate, v.2, n.1, p. 57-63, 2014;

DA SILVA, J.M.B., BARRIO, R.J., MOREIRA, J.C. Arsenic and health: a relationship that needs surveillance. Vig. Sanit, v.2, p. 57-63, 2014;

DEMIRBAS, E. et al. Removal of arsenic from drinking water by the electrocoagulation using Fe and Al electrodes, Electrochimica Acta, v. 56, n. 14, p. 5060-5070, 2011;

EREIRA, T. M. M. Bioacumulação de arsénio em Scrobicularia plana na Ria de Aveiro. 2011. 90 f. Dissertação (Mestrado em Química Analítica e Qualidade) - Universidade de Aveiro, Aveiro, 2011;

FAITA, F.; CORI, L.; BIANCHI, F.; ANDREASSI, M. G. Arsenic-Induced Genotoxicity and Genetic Susceptibility to Arsenic-Related Pathologies. Int J Environ Res Public Health, London, England, v. 10, n. 4, p.1527-1546, 2013. doi: 10.3390/ijerph10041527;

FERNANDES, P. A. A.; ASSUNÇÃO, T. de O. G.; LEITE, M. A., & Freire Brandt, E. M. Estudo teórico sobre fitorremediação de solo contaminado por arsênio. In: VI Congresso Internacional de Meio Ambiente Subterrâneo, 2020, São Paulo. Anais... Águas Subterrâneas, 2021. p.1-5. doi: https://doi.org/10.14295/ras.v0i0.29844;

FERREIRA, A. R. dos. Resistência e bioacumulação de arsênio na cianobactéria Phormidium sp. 2012. 40 f. Dissertação (Mestrado em Biologia Ambiental) - Universidade Federal do Pará, Belém do Pará, 2012;

FERREIRA, G. A. ASSIS, Guilherme Henrique Rodrigues de; CORDEIRO, Juni; BERNARDES, Cristina Donizeti. A presença de arsênio em atividades minerárias: uma análise cienciométrica. Res., Soc. Dev, Itajubá - MG, v.8, n.9, p. 1-28, 2019. doi: http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v8i9.1242;

FOLEY, J. A. et al. Solutions for a cultivated planet. Nature, v. 478, p.337–342, 2011. doi: https://doi.org/10.1038/nature10452;

GUPTA, V. K. et al. Pesticides removal from waste water by activated carbon prepared from waste rubber tire.Water Research, v. 45, n. 13, p. 4047-4055, 2011;

LAND, M.; HAUSER, L.; JUN, S.R. et al. Insights from 20 years of bacterial genome sequencing. Functional & Integrative Genomics, v.15, p.141–161, 2015;

LEGATZKI, A.; GRASS, G.; ANTON, A.; RENSING, C.; NIES, D. H. Interplay of the Czc system and two P-type ATPases in conferring metal resistance to Ralstonia metallidurans. J Bacteriol, v.185, n. 15, p,4354-4361, 2003;

LIAO, X.; LI, Y.; YAN, X. Removal of heavy metals and arsenic from a co-contaminated soil by sieving combined with washing process. Journal of Environmental Sciences, v.41, p. 202-210, 2016;

LOPES, L. R. Influência de Fatores Biológicos na Mobilidade de Arsênio Presente em Solos da Cidade de Ouro Preto: estudos “in vitro”. 2014. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2014;

MADHUMITA, ROY; ROYCHOWDHURY, Roopali; MUKHERJEE, Pritam. Remediação de lixeiras de cinzas volantes através da plantação e geração de bioenergia: uma revisão. Pedosphere, v. 28, n. 4, p. 561-580, 2018;

MCLAUGHLIN, M. J.; ZARCINAS, B. A.; STEVENS, D. P.; COOK, N. Soil testing for heavy metals. Communications in Soil Science and Plant Analysis, v. 31, n. 11–14, pp. 1661–1700, 2000;

MECWAN NEHA, V., YAGNIK, B. N., SOLANKI HITESH, A. Bioremediation of Arsenic contaminated soil and its impacts on Plants and Human Health. International Journal of Research in Advent Technology, v.6, n.5, 2018. Disponível em: . Acesso em: 10 jul. 2021;

MERTINS, H. L.; KOCHENBORGER, L.; LOVATO, G. A., HERINGER, T. A.; ARRUDA, A. C.; HORN, R. C. Ação do arsênio no organismo e suas consequências: uma revisão bibliográfica. In: XXIV Seminário Interinstitucional de ensino, pesquisa e extensão: ciência e tecnologia para a transformação social, 2019, Cruz Alta. Anais... Cruz Alta: Unicruz, 2019, p.1-4;

MUELLER, N. D. et al. Closing yield gaps through nutrient and water management. Nature, v. 490, p.254–257, 2012;

NEERATANAPHAN, L.; TANEE, T.; TANOMTONG, A.; TENGJAROENKUL, B. Identifying an efficient bacterial species and its genetic erosion for arsenic bioremediation of gold mining soil. Archives of Environmental Protection, v. 42, n. 3, pp. 58–66, 2016. doi: 10.1515/aep-2016-0027;

OSBORNE, T. H. et. al. A new family of periplasmic-binding proteins that sense arsenic oxyanions. Scientific Reports (In press), v. 6, p. 345-456, 2018;

RAHMAN, F. A.; ALLAN, D. L.; ROSEN, C. J.; SADOWSKY, M. J. Arsenic availability from chromated copper arsenate (CCA)-treated wood. Journal of Environmental Quality, v.33, n.1, p. 173-180, 2004;

REZENDE, H. de P. Extração seletiva de AS (III) por ponto nuvem e determinação de arsênio total em sedimentos de região de mineração empregando espectrometria de absorção atômica com geração de hidreto por injeção em fluxo. 2017. 113f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017;

ROSA, Guilherme Fiurin. Adsorção e dessorção de arsênio por hidróxos duplos lamelares e seu emprego na emoção deste elemento de águas. 2011. 117 f. Tese de Doutorado - Universidade Federal de Viçosa (UFV). Minas Gerais, 2011;

SANTOS, M. C. B. Avaliação da contaminação por arsênio em solos, sedimentos e águas fluviais na região da mina de ouro Morro do Ouro. Paracatu, Minas Gerais. 2015. 160 f. Dissertação (Mestrado em Geociências - Geoquímica Ambiental) - Universidade Federal Fluminense, Rio de Janeiro, 2015;

SANTOS, D. K.; RUFINO R. D.; LUNA J. M.; SANTOS V. A.; SARUBBO L. A. Biosurfactants: Multifunctional Biomolecules of the 21st Century. International Journal of Molecular Sciences, v. 17, n. 3, p. 401, 2016;

SILVA, A. M. da. Arsênio: impacto sobre o meio ambiente e a saúde humana. Educação Pública. v. 16, 17ª ed., Rio de Janeiro, 2016. Disponível em: <https://educacaopublica.cecierj.edu.br/artigos/16/17/arsnio-impacto-sobre-o-meio-ambiente-e-a-sade-humana>. Acesso em: 10 jul. 2021;

SOUZA, A. C. M. Geoquímica de arsênio na bacia inferior do rio Paraíba do Sul. Tese de doutorado - Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF). Rio de Janeiro, 2018;

SU, C.; JIANG, L.; ZHANG, W. A review on heavy metal contamination in the soil worldwide: situation, impact and remediation techniques. Environmental Skepticsand Critics, v. 3, pp. 24–38, 2014;

TILMAN, D., BALZER, C., HILL, J. & BEFORT, B. L. Global food demand and the sustainable intensification of agriculture. Proc. Natl Acad. Sci. USA, v.108, p.20260–20264, 2011. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1116437108;

TSAI, S.-L.; SINGH, S.; CHEN, W. Arsenic metabolism by microbes in nature and the impact on arsenic remediation. Current Opinion in Biotechnology, Elsevier, v. 20, n. 6, p. 659 – 667, 2009;

PANDEY, N. & BHATT, R., Arsenic resistance and accumulation by two bactéria isolated from a natural arsenic contaminated site, Sci. Int, v. 72 p. 1275-1286, 2015;

PEDROLO, A. M. Estratégias de melhoramento para o menor acúmulo de arsênio em grãos de arroz irrigado. Dissertação - Programa de Pós-Graduação em Agronomia da Universidade Federal de Pelotas. Pelotas, 2018;

QUARTO, A. & LAVENHAR, S. Industrial Aquaculture: Human Intervention in Natural Law. In:. Steier G., Patel K. (eds) International Food Law and Policy. Springer, Cham, p-895-928, 2016;

WANG, S.; ZAO, X. On the potential of biological treatment for arsenic contaminated soil and groundwater. Journal of Environmental Management. v. 90, p.2367-2376, 2009;

WATRAS, C. J., BACK, R. C., HALVORSEN, S., HUDSON, R. J. M., MORRISON, K. A. & WENTE, S. P. Bioaccumulation of mercury in pelagic freshwater food webs. Science of the Total Environment, v.219, p.183-208, 1998;

WOOD, JM. Biological cycles for toxic elements in the environment. Science, v.183, p.1049-1052, 1974;

WUANA, R. A. & OKIEIMEN, F. E. Heavy metals in contaminated soils: a review of sources, chemistry, risks and best available strategies for remediation. ISRN Ecol. v. 2011, p. 1-20, 2011;

XU, J., LIU, C., HSU, P. C., ZHAO, J., WU, T., TANG, J., et al. Remediation of heavy metal contaminated soil by asymmetrical alternating current electrochemistry. Nature Communications, v.10, n.1, p.24-40, 2019;

ZHAO, Q.; KALUARACHCHI, J. J. Risk assessment at hazardous waste-contaminated sites with variability of population characteristics. Environment International, v. 28, p.41-53, 2002.

Published

2022-04-02

How to Cite

Rener, C. N. S. ., Faé, J., Ferraz, . I. F., Oliveira Junior, . R. C. de, Santa’nna, S. A. C. de, Miranda, P. R. B. . de, & Pavão, J. M. S. J. (2022). Caracterização do elemento químico arsênio e a biorremediação de solos contaminados. Diversitas Journal, 7(2). https://doi.org/10.48017/dj.v7i2.2017

Most read articles by the same author(s)