Por que os girassóis são plantados à sombra de desastres nucleares?

Os girassóis podem absorver altas concentrações de isótopos radioativos e sequestrá-los em caules e folhas, por isso foram empregados para limpar locais contaminados após desastres nucleares.

Como qualquer jardineiro experiente lhe dirá, um apocalipse zumbi não é o melhor momento para podar suas verduras ou fazer trabalhos de manutenção no jardim da frente. No entanto, se você já jogou Plants vs. Zombies, então você sabe que plantar plantas que matam zumbis em seu gramado é a coisa certa a fazer se você quiser manter os monstros afastados.“Você sabia”, eu disse para minha irmã, que estava plantando girassóis digitais em um frenesi louco, “que os girassóis são o símbolo internacional do desarmamento nuclear?” Seu olhar, que estava fixo na tela, mudou para o meu rosto. “Sério? Por que?”

“Em 1996, quando a Ucrânia se tornou um estado sem armas nucleares, girassóis foram plantados em uma base de mísseis no país para celebrar esta ocasião monumental. Desde então, os girassóis se tornaram um símbolo de um mundo livre de armas nucleares, mas isso não é tudo na história. Descobriu-se que plantar girassóis após um acidente nuclear pode ajudar a limpar as áreas contaminadas, dadas as condições adequadas”.

Fitorremediação em Chernobyl

Após o colapso da Usina de Chernobyl, na Ucrânia, que liberou mais de 100 elementos radioativos no meio ambiente, girassóis foram plantados em massa para retirar os isótopos radioativos dos locais afetados pela precipitação – uma abordagem baseada no princípio da fitorremediação, que emprega o uso de plantas para limpar o meio ambiente.

O projeto do girassol de Chernobyl nasceu em 1994, quando uma empresa sediada em Nova Jersey plantou girassóis em uma balsa flutuante para absorver isótopos radioativos da água. O teste foi realizado em uma lagoa de 75 m 2 localizada a 1 km do reator de Chernobyl.

Observou-se que as plantas absorveram seletivamente radiocésio ( 137 Cs) e radioestrôncio ( 90 Sr) da água e os resultados indicaram que cerca de 95% dos radionuclídeos foram eliminados em um período de apenas dez dias. Enquanto a maioria dos 137 Cs permaneceu nas raízes, a maioria dos 90 Sr mudou-se para a parte aérea. Os girassóis não metabolizaram os radionuclídeos; eles foram incinerados e os resíduos radioativos foram descartados com segurança.

Limpando com girassóis: o hiperacumulador

A vida surgiu na Terra quando os níveis de radiação eram muito maiores do que são hoje. As plantas, em resposta, desenvolveram formas que lhes permitiram sobreviver em condições adversas, por isso não é de surpreender que algumas plantas tenham desenvolvido sistemas complexos que permitem a absorção e remoção de materiais tóxicos e até radioativos.

Os girassóis têm a capacidade de absorver quantidades excessivamente grandes de elementos tóxicos em seus tecidos, como 137 Cs e 90 Sr, que foram encontrados nos locais contaminados radioativamente (solo e lagoas) ao redor da usina. Devido a essa capacidade aprimorada de absorção de metais , os girassóis são chamados de hiperacumuladores .

Nem todas as plantas podem sobreviver depois de absorver toxinas; muitos não conseguem evitar o envenenamento e morrem. No entanto, a enorme biomassa de um girassol e sua capacidade de crescer rapidamente permitem isolar os contaminantes e continuar crescendo.

Certos isótopos nucleares imitam os nutrientes que o girassol normalmente absorveria do solo. O césio, por exemplo, imita o potássio, que é essencial para a fotossíntese , enquanto o estrôncio se assemelha à química do cálcio, necessária para o crescimento e desenvolvimento estrutural da planta. Enquanto procura por esses nutrientes, a planta absorve prontamente o césio e o estrôncio que imitam esses elementos.

Os girassóis são proficientes na translocação de contaminantes da raiz para a parte aérea, ou seja, os contaminantes radioativos absorvidos concentram-se na biomassa da planta e são convertidos em formas baseadas em carbono. A biomassa cultivável dos girassóis adultos pode ser descartada por meio de pirólise, um processo no qual o carbono orgânico da planta é queimado, deixando resíduos radioativos. Os resíduos radioativos podem ser convertidos em vidro por vitrificação para serem armazenados com segurança no subsolo .

Há sempre uma chance de plantas hiperacumuladoras serem ingeridas por animais ou pássaros, fazendo com que a contaminação se espalhe pela cadeia alimentar . É por isso que, normalmente, os girassóis seriam colhidos antes de começarem a produzir sementes, pois o objetivo é colher a biomassa que contém os contaminantes. Uma vez iniciada a floração e a produção de sementes, as plantas não crescem muito vegetativamente (raízes, caules e folhas são conhecidas como partes vegetativas da planta), ou seja, a produção de tecido colhível para armazenar os contaminantes é muito menor.

Girassóis em Fukushima

Para Chernobyl, enquanto a descontaminação da água com girassóis apresentou resultados favoráveis, a limpeza do solo não foi tão eficaz. Como os métodos de remediação foram implementados alguns anos após a precipitação, o radiocésio já estava ligado às partículas do solo, o que impedia sua extração do solo.

Girassóis também foram plantados em Fukushima, no Japão, depois que um forte terremoto desencadeou um tsunami, que levou a um desastre nuclear na Usina Nuclear de Fukushima Daiichi em 2013. Os esforços para implementar a fitorremediação usando girassóis aqui, no entanto, não foram considerados bem-sucedidos e tiveram um impacto resultado diferente de Chernobyl, o que pode ser atribuído a Fukushima ter usado uma variedade de girassol sem capacidade de fitoextração e fixação de césio no solo.

Essa falha teve implicações significativas em termos de destacar a importância da triagem de tipos de plantas para que a fitorremediação fosse viável. As espécies vegetais selecionadas devem tolerar altas concentrações do contaminante, enquanto acumulam uma quantidade substancial do contaminante alvo em seus tecidos. Deve crescer rapidamente e ter alta capacidade de produção de biomassa. Mostarda do campo, amaranto e crista de galo são algumas outras plantas que têm sido utilizadas para fitorremediação.

Uma vez que a radiação após um desastre nuclear muitas vezes repousa nos primeiros centímetros do solo, a fim de descontaminá-lo, outro método tentado pelo Japão foi escavar o lixo nuclear do solo removendo as camadas superiores do solo onde os contaminantes foram assentou. O solo tóxico escavado é embalado em sacos plásticos e depois armazenado para descarte fora do local. Trata-se de um empreendimento de grande envergadura, não só caro, mas também altamente perigoso, pois envolve o transporte do material contaminado para um local diferente, agregando riscos de contaminação secundária.

Embora a remediação de locais contaminados usando girassol pareça ser uma abordagem promissora, existem muitas variáveis ​​que afetam a extração de contaminantes pela planta. Para começar, os girassóis não têm uma afinidade igual por todos os metais, o que significa que os girassóis não são capazes de limpar completamente os locais contaminados sozinhos e devem ser plantados com outros hiperacumuladores que possuam diferentes preferências de metal.

Além disso, a fitorremediação alcança os melhores resultados em locais onde a profundidade de contaminação é rasa. Outros fatores, como as características dos resíduos radioativos e a concentração alvo de radionuclídeos nos resíduos, também influenciam o processo.

Outra razão para investigar a fitorremediação usando girassóis é que o material vegetal colhido poderia ser usado posteriormente para produzir energia. A fitorremediação é um processo demorado, mas o tempo necessário para a descontaminação pode ser economicamente produtivo utilizando a biomassa contaminada de girassol para produzir biocombustível que poderia, por sua vez, reduzir o custo da remediação.

De elevar o ânimo das pessoas a remover a toxicidade do solo e da água – os girassóis deslumbram com um brilho que exige ser admirado. Com seu potencial de limpar o ambiente do indesejado, o girassol não é uma mera flor; as inúmeras possibilidades ligadas à biologia da planta apenas começaram a se manifestar. A pesquisa é fundamental para perceber o potencial futuro associado ao papel do girassol como fitorremediador.