Semente de planta comum no Brasil mostra potencial para remoção de microplásticos da água

 

André Julião | Agência FAPESP – Estudo desenvolvido no Instituto de Ciência e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (ICT-Unesp), em São José dos Campos, mostra que a moringa ou acácia-branca (Moringa oleifera) tem potencial para a remoção de microplásticos da água.

O trabalho foi publicado na revista ACS Omega, da Sociedade Americana de Química.

Originária da Índia, a moringa é bastante adaptada a diferentes países tropicais e é usada para diversos fins, como a alimentação, pelo consumo de suas folhas e sementes com valor nutricional. Há alguns anos, as sementes têm sido estudadas por seu potencial no tratamento de água.

“Mostramos que o extrato salino das sementes tem uma performance parecida ao do sulfato de alumínio, usado em estações de tratamento para coagular a água com microplásticos. Em águas mais alcalinas, ele teve um desempenho até melhor do que o produto químico”, conta Gabrielle Batista, primeira autora do estudo, realizado como parte de seu mestrado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental (PPGECA) da Faculdade de Engenharia de Bauru (FEB) da Unesp.

O trabalho é coordenado por Adriano Gonçalves dos Reis, professor do ICT-Unesp e do PPGECA da FEB-Unesp, que também coordena o projeto “Filtração direta e em linha para remoção de microplásticos da água de abastecimento”, apoiado pela FAPESP.

“A única desvantagem encontrada até agora em relação ao sulfato de alumínio foi o aumento de matéria orgânica dissolvida, cuja remoção poderia encarecer o processo. No entanto, em pequenas escalas como propriedades rurais e pequenas comunidades, o método poderia ser usado com baixo custo e eficiência”, diz Reis.

O estudo teve como foco o tratamento de água via filtração em linha, em que a água é coagulada, desestabilizando as partículas, e segue para um filtro de areia. Esse tipo de tratamento é indicado para águas com baixa turbidez, mais claras, que não demandam tantos processos antes da filtração.

A coagulação é essencial porque poluentes como o microplástico, que possuem carga elétrica negativa em sua superfície, se repelem, assim como repelem a areia contida nos filtros de tratamento de água. Coagulantes como o extrato salino de moringa, que pode ser feito mesmo em casa, e o sulfato de alumínio neutralizam essa carga, fazendo com que os poluentes se unam e possam ser filtrados.

Em estudo anterior, o grupo mostrou a eficácia da semente de moringa para coagulação num ciclo completo de tratamento de água, que envolve ainda floculação, sedimentação e filtração. O trabalho teve como primeiro autor Luiz Gustavo Rodrigues Godoy, que realizou mestrado com bolsa da FAPESP na FEB-Unesp.

Jar Test simula, em pequena escala, tratamento de água: experimentos mostraram boa eficiência da semente de moringa para coagulação de microplásticos (foto: Gabrielle Batista)

Experimentos

Para testar a eficácia do método de tratamento de água, os pesquisadores utilizaram água da torneira, que contaminaram experimentalmente com policloreto de vinila, mais conhecido pela sigla PVC.

Microplásticos dessa fonte específica foram escolhidos por estarem entre os mais perigosos para a saúde humana, dado o documentado potencial mutagênico e cancerígeno do PVC, além da sua prevalência tanto na superfície de corpos d’água quanto na água tratada por processos tradicionais.

O PVC foi envelhecido artificialmente utilizando irradiação de raios ultravioleta, que mimetiza a ação de processos naturais e reproduz as propriedades dos microplásticos envelhecidos naturalmente.

A água contaminada por microplásticos passou pelo processo de coagulação e filtração no chamado Jar Test, equipamento que reproduz em pequena escala os processos de tratamento de água. Os resultados foram comparados aos dos mesmos testes realizados em água com sulfato de alumínio, composto usado nos tratamentos tradicionais.

A contagem das partículas de microplásticos, antes e depois do tratamento, foi realizada utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV). O tamanho dos flocos formados pelos diferentes tratamentos foi medido usando uma câmera de alta velocidade e um feixe de laser, sem encontrar diferenças significativas na remoção das partículas.

O grupo agora testa o extrato de semente de moringa usando água diretamente coletada no rio Paraíba do Sul, que abastece São José dos Campos. Nos experimentos realizados até agora, o produto tem se mostrado bastante eficiente no tratamento da água natural.

“Há um escrutínio regulatório cada vez maior e uma preocupação com a saúde sobre o uso de coagulantes baseados em alumínio e ferro, pelo fato de não serem biodegradáveis, além de deixarem toxicidade residual e apresentarem risco de doenças. Por isso, tem-se intensificado a busca por alternativas sustentáveis”, encerra Reis.

O artigo Removal of microplastics from drinking water by Moringa oleifera seed: comparative performance with alum in direct and in-line filtration systems pode ser lido em: pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.5c11569.
 

Pesquisadores criam índice para avaliar saúde do solo em manguezais

 

Luciana Constantino | Agência FAPESP – Pesquisadores brasileiros desenvolveram um índice capaz de medir a saúde do solo de manguezais em diferentes estágios. Aplicado em áreas degradadas, restauradas e preservadas, o índice revelou que manguezais saudáveis, incluindo os recuperados, provêm serviços ecossistêmicos próximos de sua capacidade máxima, enquanto os desmatados mantêm apenas uma pequena parte desse potencial.

O Índice de Saúde do Solo (ISS) varia em uma escala de 0 (pior) a 1 (melhor) e está descrito em artigo publicado na revista Scientific Reports. Ao traduzir processos complexos em uma métrica simples, a ferramenta pode apoiar gestores na definição de prioridades de conservação e restauração.

O ISS foi construído a partir de um conjunto de variáveis que, de forma integrada, representam os principais processos físicos, químicos e biológicos responsáveis pelo funcionamento do solo no contexto em que ele está inserido.

O índice incorpora atributos ligados à dinâmica do carbono (como textura do solo, teor de carbono orgânico e ferro pseudototal), à fixação de substâncias contaminantes (especialmente diferentes formas de minerais de ferro) e à ciclagem de nutrientes (incluindo indicadores biológicos baseados nas atividades enzimáticas de microrganismos do solo). Em conjunto, essas variáveis viabilizam o estado funcional do solo e sua capacidade de sustentar serviços ecossistêmicos.

Com a busca por soluções baseadas na natureza para enfrentar a crise climática, os manguezais são uma alternativa para gerar ganhos ambientais e sociais. Além de importantes sumidouros e estocadores de carbono, sustentam a pesca e ajudam a conter a erosão costeira, entre outros serviços.

Ainda assim, estimativas indicam que entre 30% e 50% dos manguezais do mundo tenham sido perdidos nos últimos 50 anos, processo que pode ser acelerado pelas mudanças climáticas, com o aumento do nível do mar e maior frequência de eventos extremos, além de desmatamento e expansão urbana.

O Brasil tem a segunda maior área de mangue do planeta – cerca de 1,4 milhão de hectares ao longo da faixa costeira, ficando atrás apenas da Indonésia – e o mais extenso trecho contínuo, localizado entre o Amapá e o Maranhão. Uma ampla biodiversidade, com mais de 770 espécies de fauna e flora, confere a essas áreas destaque para a pesca.

Resultados

Ao ser aplicado no estuário do rio Cocó, no Estado do Ceará, o ISS mostrou condições contrastantes do local, com recuperação em áreas restauradas e suas implicações para os serviços ecossistêmicos. De acordo com os resultados, os manguezais maduros apresentaram os maiores valores de ISS (0,99 ± 0,03), enquanto os locais degradados, os menores (0,25 ± 0,01).

As regiões replantadas há nove e 13 anos tiveram valores intermediários (0,37 ± 0,01 e 0,52 ± 0,02, respectivamente), com um melhor desempenho das mais antigas, indicando assim uma recuperação gradual.

“A pesquisa buscou traduzir em números alguns aspectos importantes relacionados à saúde de solos dos manguezais e à provisão de seus serviços ecossistêmicos, tais como sequestro de carbono, imobilização de contaminantes e ciclagem de nutrientes. Montamos a escala de 0 a 1 para acompanhar o restabelecimento ecossistêmico frente ao processo de recuperação”, explica à Agência FAPESP a gestora ambiental Laís Coutinho Zayas Jimenez. “Meu sonho agora é usar o índice de saúde do solo em uma aplicação prática. Mostrar aos meus pares, os gestores, que é possível analisar se o manguezal que passou por recuperação está produzindo plenamente ou não os serviços ecossistêmicos e em quanto tempo isso acontece.”

O artigo é resultado de sua tese de doutorado no Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), desenvolvida sob a orientação de Tiago Osório Ferreira, e com o apoio da FAPESP.

Atualmente, Jimenez é chefe do setor de manguezais na Diretoria de Biodiversidade da Fundação Florestal e lidera um projeto inédito cujo objetivo é medir o estoque de carbono dos manguezais paulistas e detectar a presença de elementos tóxicos, como metais pesados, em seus solos.

O trabalho está sendo desenvolvido em parceria com o Centro de Estudos de Carbono em Agricultura Tropical (CCARBON), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Esalq-USP.

A Fundação Florestal é um órgão da Secretaria do Meio Ambiente, Infraestrutura e Logística de São Paulo (Semil) responsável pelas Unidades de Conservação do Estado. Das mais de cem unidades, pelo menos 16 delas têm manguezal.

“Mesmo que o restabelecimento das funções do manguezal seja rápido, isso não pode ser usado como argumento para não proteger esse ambiente da degradação. Observada a retomada de alguns serviços ecossistêmicos, entre eles sequestro de carbono e ciclagem de nutrientes, outros, como a contenção de erosão costeira, demoram mais”, ressalta Jimenez.

“Carbono azul”

Os mangues são chamados de “florestas de carbono azul” por sua característica de absorver grandes quantidades de CO_₂ da atmosfera e armazenar carbono orgânico no solo por décadas, mais eficientes do que florestas tropicais (leia mais em: agencia.fapesp.br/55382). No entanto, as mudanças no uso da terra e a poluição ameaçam cada vez mais os solos de manguezais, comprometendo sua funcionalidade.

Segundo a iniciativa global Mangrove Breakthrough, que tem o objetivo de restaurar e conservar 15 milhões de hectares de manguezais em escala global até 2030, esses ecossistemas armazenam o equivalente a mais de 22 gigatoneladas de CO₂. A perda de apenas 1% dos manguezais remanescentes poderia levar ao correspondente a emissões anuais de 50 milhões de automóveis.

“Como o estudo foi desenvolvido em uma área de recuperação, os resultados desmistificam a ideia de que o ecossistema é resiliente frente a intervenções antrópicas. Mostramos que pode ser degradado em uma velocidade muito rápida. Mas a boa notícia é que o sistema também se recupera rapidamente, desde que a restauração seja feita de maneira assistida e elaborada, respeitando as condições locais do ambiente em que ele está inserido. Assim é possível obter novamente as funções do ecossistema e sua capacidade de prover serviços”, avalia o professor Hermano Melo Queiroz, do Departamento de Geografia da Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas (FFLCH) da USP.

Queiroz é um dos autores correspondentes do artigo, juntamente com Ferreira, que também é diretor de disseminação e pesquisador do CCARBON. Participam ainda do grupo o professor Maurício Roberto Cherubin, diretor de pesquisa do centro e especialista em saúde dos solos, e Francisco Ruiz.

“Nessa pesquisa, um dos objetivos era traduzir a informação de processos biogeoquímicos muito específicos para uso de gestores ambientais. O índice, ao mostrar que os estoques de carbono retornam para áreas de mangue restauradas, traz uma mensagem muito importante no cenário de combate às mudanças climáticas”, diz Ferreira, que pesquisa há mais de 25 anos áreas de manguezais e contribuiu para a criação de um banco de dados com informações de toda a costa brasileira.

Ferreira coordena o projeto “BlueShore – Florestas de Carbono Azul para mitigação de mudanças climáticas offshore”, desenvolvido no âmbito do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), um Centro de Pesquisa Aplicada (CPA) constituído com apoio da FAPESP, da Shell e participação de outras empresas, com sede na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP).

Aberto e mutável

Os pesquisadores destacam que entre os diferenciais do ISS está a possibilidade de incluir informações específicas de cada ecossistema e do ambiente em que está inserido para diferentes regiões do país. É possível, por exemplo, inserir dados de serviços ecossistêmicos – sequestro de carbono e imobilização de contaminantes – e geoquímicos, como a quantidade de fósforo.

“Quanto maior a quantidade de fósforo, mais benéfico é para o ecossistema. Só que, no caso dos manguezais, dependendo do contexto em que ele está inserido, o excesso de fósforo pode representar um problema de contaminação ou de eutrofização”, afirma Queiroz.

A eutrofização provoca a proliferação exagerada de algas e cianobactérias na área de mangue, que causam o bloqueio da luz solar e o consumo do oxigênio, resultando em mau odor e morte de peixes, com perda da biodiversidade aquática e deterioração da qualidade da água.

Agora, os cientistas dizem que o próximo passo é entender que tipo de carbono está “retornando” para esses solos, se é mais ou menos estável, com maior ou menor duração.

Além disso, o estudo inspirou um novo projeto – “Desvendando a saúde do solo de manguezais brasileiros”, financiado pela FAPESP, que aplicará uma metodologia semelhante em diferentes regiões do país.

Combinando análises de solo, sensoriamento remoto e modelagem espacial, a proposta é mapear a saúde dos solos de manguezais e seu potencial de sequestro de carbono. A iniciativa pretende gerar o primeiro mapa em larga escala da saúde do solo de manguezais no Brasil.

O artigo Tracking mangrove restoration using a biogeochemical soil health index and ecosystem service indicators pode ser lido em: nature.com/articles/s41598-025-30909-2.
 

Pesquisa mostra que áreas úmidas do Cerrado armazenam mais carbono do que florestas na Amazônia

 

Luciana Constantino  |  Agência FAPESP – Os campos úmidos e as veredas do Cerrado brasileiro são capazes de armazenar até 1.200 toneladas de carbono por hectare, o que equivale a cerca de seis vezes o estoque de biomassa de florestas típicas na Amazônia. Datações indicam que, em média, esse carbono está no local há 11 mil anos, sendo, em alguns casos, de até 20 mil anos atrás, resultado de um processo lento de acúmulo favorecido pela falta de oxigênio nos solos saturados de água.

Os achados são de um estudo publicado na quinta-feira (12/03) na revista científica New Phytologist e liderado por pesquisadores do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (IB-Unicamp).

Como essas áreas úmidas dependentes de lençol freático ainda são pouco estudadas, os cientistas fizeram um primeiro mapeamento usando dados de sensoriamento remoto combinados com aprendizado de máquina, apontando que elas podem cobrir 167 mil quilômetros quadrados (km^²) no Cerrado. Representam uma região, pelo menos, seis vezes maior do que se pensava antes, equivalendo a cerca de 8% do bioma e 2% do território brasileiro.

Segundo maior bioma da América do Sul, o Cerrado é a savana mais biodiversa do mundo e conhecido como “berço de águas” por contribuir com dois terços do abastecimento de grandes bacias hidrográficas, especialmente das regiões Sul e Sudeste do país. Também abriga os chamados olhos d’água – afloramentos naturais do lençol freático –, incluindo os de caráter difuso, protegidos pelo Código Florestal (Lei nº 12.651/2012), que os classifica como Áreas de Preservação Permanente (APPs).

Imortalizadas na obra Grande Sertão: Veredas – que completa 70 anos em 2026 – do escritor João Guimarães Rosa (1908-1967), as veredas são um tipo de turfeira, um ecossistema de áreas alagadiças e pantanosas. Além do carbono estocado, são fontes significativas de metano (CH_₄), especialmente em áreas permanentemente inundadas, onde as emissões são aumentadas em decorrência de temperaturas mais elevadas.

Apesar de pouco visíveis e muitas vezes ignoradas, essas formações desempenham funções ecológicas estratégicas, principalmente por serem fonte para rios e bacias hidrográficas. Porém, segundo os pesquisadores, esses ecossistemas estão altamente vulneráveis a alterações no regime hídrico provocadas pela expansão agrícola, desmatamento, drenagem de áreas úmidas, construção de pequenas barragens e uso intensivo de água para irrigação.

Mesmo quando preservadas em fragmentos, mudanças no entorno podem reduzir o nível do lençol freático e transformar esses solos em fontes de emissão de carbono.

“Se a gente corta uma árvore que está há 300 anos na floresta, perdemos um grande estoque de carbono e funções ecossistêmicas importantes que são difíceis de serem recuperadas em sua totalidade. Mas com o processo de restauração florestal, é possível chegar perto disso em 30 ou 40 anos. Ou seja, você consegue plantar árvores e durante sua vida acompanhar esse processo. Agora, o carbono do solo de uma área úmida do Cerrado não vamos recuperar no nosso tempo de vida, pois foi estocado ao longo de dezenas de milhares de anos”, exemplifica à Agência FAPESP a bióloga Larissa da Silveira Verona, primeira autora do artigo.

O trabalho é, em parte, derivado do seu mestrado sob a supervisão do professor Rafael Silva Oliveira e foi premiado em 2024 como melhor dissertação do Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal do IB-Unicamp.

Trabalhando atualmente no Cary Institute of Ecosystem Studies (Estados Unidos) com a pesquisadora Amy Zanne, outra autora do artigo, Verona recebeu durante o mestrado bolsa da FAPESP, que também apoiou o estudo por meio de Auxílio à Pesquisa concedido a Oliveira.

“O Cerrado foi escolhido como a principal fronteira agrícola do Brasil, voltada à produção de commodities em larga escala. Situado entre duas formações florestais, a Amazônia e a Mata Atlântica, o bioma sofre intensa pressão de conversão e, ao contrário dessas florestas, não é reconhecido como patrimônio nacional na Constituição e tem previsão legal de apenas 20% para áreas de preservação. Infelizmente, temos a percepção de que manter APPs ao lado dos rios é suficiente para conservar as funções ecossistêmicas do bioma. Estamos vendo que não. Para manter os processos hidrológicos do Cerrado, é preciso entender a conectividade da paisagem. Não basta preservar pequenos fragmentos enquanto o restante do território é convertido”, complementa Oliveira, que também assina o artigo.

Mesmo com tendência de queda, os índices de desmatamento do bioma permanecem altos. De agosto de 2025 a janeiro deste ano, as áreas sob alerta de desmatamento no Cerrado totalizaram 1.905 km^², ante 2.025 km^² no período anterior (queda de 6%), segundo dados do Sistema de Detecção de Desmatamento em Tempo Real (Deter) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).

Levantamento realizado pelo MapBiomas mostrou que 47% do Cerrado é ocupado por áreas de uso antrópico (dados de 2024), sendo 24% para pastagem e 13% para agricultura, com a grande maioria da área de plantio destinada à soja. Em relação à superfície de água, o documento mostra que 2024 teve a maior área desde 1985, mas com 60% do uso antrópico (boa parte em hidrelétrica).

Imortalizadas no livro Grande Sertão: Veredas – que completa 70 anos em 2026 – de João Guimarães Rosa, as veredas são um tipo de turfeira, um ecossistema de áreas alagadiças e pantanosas (foto: André Dib)

Trabalho de campo

A pesquisa é pioneira no uso de amostras de solo profundo (com profundidade de até quatro metros) para quantificar o carbono nesses ambientes. Foram coletadas amostras de solo de veredas e campos úmidos em sete pontos do Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros, em Goiás, em 2023.

“Fazer essas coletas foi um processo de desbravar algumas regiões. Havia local onde a vegetação chegava à altura do meu ombro e, como é alagado, muitas vezes os pés afundam. O nosso solo é mais denso do que outros, por isso foi fisicamente extenuante, às vezes com cinco ou seis pessoas ajudando a usar o equipamento, mas é muito gratificante o resultado”, conta Verona.

O grupo usou um instrumento chamado LI-COR Trace Gas Analyzer, conectado a anéis de PVC instalados no solo para medir o dióxido de carbono e o metano.

Para fazer a datação do carbono, os pesquisadores da Unicamp contaram com cientistas do Instituto Max Planck (Alemanha). Especialistas em sensoriamento remoto, Paulo Negri Bernardino, da Unicamp, e Guilherme Gerhardt Mazzochini, do Jardim Botânico do Rio de Janeiro, contribuíram no mapeamento das áreas.

O trabalho indicou ainda, por meio de espectroscopia, uma baixa estabilidade do carbono em comparação com outras turfeiras tropicais. Cerca de 70% das emissões anuais de CO_₂ e CH_₄ ocorreram durante a estação seca. Como a maior parte da vegetação nessas áreas úmidas é composta por gramíneas que se decompõem mais facilmente, o carbono armazenado pode se transformar em emissões quando os solos secam, o que pode se agravar com as mudanças climáticas e a maior frequência de estações quentes e secas.

No artigo, os pesquisadores fazem um alerta para a necessidade de ampliar a proteção das áreas úmidas e melhorar a conscientização sobre a importância dessas zonas alimentadas por águas subterrâneas. Também destacam a relevância de ampliar o mapeamento e aprofundar os estudos para a compreensão desses ecossistemas.

Nesse sentido, Verona diz que continua a pesquisa em áreas úmidas sazonais para entender a dinâmica de carbono. Já Oliveira está aprofundando a análise do sistema hidrológico para entender melhor como funcionam esses ecossistemas e como restaurá-los.

“Se a gente perde turfeiras ou veredas, demoramos milhares de anos para restabelecer os níveis de carbono estocados, sem contar os prejuízos de outros serviços ecossistêmicos. A preservação é o caminho, mas continuamos tentando compreender melhor os processos”, projeta o professor.

Um outro artigo liderado por Oliveira e publicado no ano passado já destacava que, apesar da importância para a segurança hídrica e de estarem protegidos por lei, os campos úmidos do Cerrado, incluindo os olhos d’água, continuam sistematicamente negligenciados por políticas públicas, consultores ambientais, proprietários rurais e órgãos de fiscalização (leia mais em: agencia.fapesp.br/55287).

O artigo Vast, overlooked peat, and organic soils in Brazil’s Cerrado: carbon storage, dynamics, and stability pode ser lido em: nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.71027.