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Eutrofização

Conceituação do fenômeno

A eutrofização é o crescimento excessivo das plantas aquáticas, tanto planctônicas quanto aderidas, a níveis tais que sejam considerados como causadores de interferências com os usos desejáveis do corpo d’água (Thomann e Mueller, 1987). Como será visto no presente capítulo, o principal fator de estímulo é um nível excessivo de nutrientes no corpo d’água, principalmente nitrogênio e fósforo. Neste capítulo enfoca-se, como corpo d’água, principalmente lagos e represas. O processo de eutrofização pode ocorrer também em rios, embora seja menos frequente, devido às condições ambientais serem mais desfavoráveis para o crescimento de algas e outras plantas, como turbidez e velocidades elevadas.

Efeitos da eutrofização

São os seguintes os principais efeitos indesejáveis da eutrofização (Arceivala, 1981; Thomann e Mueller, 1987; von Sperling, 1994):  Problemas estéticos e recreacionais. Diminuição do uso da água para recreação, balneabilidade e redução geral na atração turística devido a:  frequentes florações das águas  crescimento excessivo da vegetação  distúrbios com mosquitos e insetos  eventuais maus odores  eventuais mortandades de peixes  Condições anaeróbias no fundo do corpo d’água. O aumento da produtividade do corpo d’água causa uma elevação da concentração de bactérias heterotróficas, que se alimentam da matéria orgânica das algas e de outros microrganismos mortos, consumindo oxigênio dissolvido do meio líquido. No fundo do corpo d’água predominam condições anaeróbias, devido à sedimentação da matéria orgânica, e à reduzida penetração do oxigênio a estas profundidades, bem como à ausência de fotossíntese (ausência de luz). Com a anaerobiose, predominam condições redutoras, com compostos e elementos no estado reduzido:  ferro e o manganês encontram-se na forma solúvel, trazendo problemas ao abastecimento de água  fosfato encontra-se também na forma solúvel, representando uma fonte interna de fósforo para as algas  gás sulfídrico causa problemas de toxicidade e maus odores.  Eventuais condições anaeróbias no corpo d’água como um todo. Dependendo do grau de crescimento bacteriano, pode ocorrer, em períodos de mistura total da massa líquida (inversão térmica) ou de ausência de fotossíntese (período noturno), mortandade de peixes e reintrodução dos compostos reduzidos em toda a massa líquida, com grande deterioração da qualidade da água.  Eventuais mortandades de peixes. A mortandade de peixes pode ocorrer em função de:  anaerobiose (já comentada acima)  toxicidade por amônia. Em condições de pH elevado (frequentes durante os períodos de elevada fotossíntese), a amônia apresenta-se em grande parte na forma livre (NH3), tóxica aos peixes, ao invés de na forma ionizada (NH4+), não tóxica.  Maior dificuldade e elevação nos custos de tratamento da água. A presença excessiva de algas afeta substancialmente o tratamento da água captada no lago ou represa, devido à necessidade de:  remoção da própria alga  remoção de cor  remoção de sabor e odor  maior consumo de produtos químicos  lavagens mais frequentes dos filtros  Problemas com o abastecimento de águas industrial. Elevação dos custos para o abastecimento de água industrial devido a razões similares às anteriores, e também aos depósitos de algas nas águas de resfriamento.  Toxicidade das algas. Rejeição da água para abastecimento humano e animal em razão da presença de secreções tóxicas de certas algas.  Modificações na qualidade e quantidade de peixes de valor comercial  Redução na navegação e capacidade de transporte. O crescimento excessivo de macrófitas enraizadas interfere com a navegação, aeração e capacidade de transporte do corpo d’água.  Desaparecimento gradual do lago como um todo. Em decorrência da eutrofização e do assoreamento, aumenta a acumulação de matérias e de vegetação, e o lago se torna cada vez mais raso, até vir a desaparecer. Esta tendência de desaparecimento de lagos (conversão a brejos ou áreas pantanosas) é irreversível, porém usualmente extremamente lenta. Com a interferência do homem, o processo pode se acelerar abruptamente. Caso não haja um controle na fonte e/ou dragagem do material sedimentado, o corpo d’água pode desaparecer relativamente rapidamente.

Controle da eutrofização

As estratégias de controle usualmente adotadas podem ser classificadas em duas categorias amplas (Thomann e Mueller, 1987; von Sperling, 1995):  medidas preventivas (atuação na bacia hidrográfica)  redução das fontes externas  medidas corretivas (atuação no lago ou represa)  processos mecânicos  processos químicos  processos biológicos a) Medidas preventivas As medidas preventivas, as quais compreendem a redução do aporte de fósforo através de atuação nas fontes externas, podem incluir estratégias relacionadas aos esgotos ou à drenagem pluvial.  Controle dos esgotos  Tratamento dos esgotos a nível terciário com remoção de nutrientes  Tratamento convencional dos esgotos e lançamento a jusante da represa  Exportação dos esgotos para outra bacia hidrográfica que não possua lagos ou represas  Infiltração dos esgotos no terreno  Controle da drenagem pluvial  Controle do uso e ocupação do solo na bacia  Faixa verde ao longo da represa e tributários  Construção de barragens de contenção Com relação ao tratamento dos esgotos com remoção de fósforo, esta pode ser efetuada por meio de processos biológicos e/ou físico-químicos. A remoção avançada de fósforo no tratamento de esgotos por meio de processos biológicos foi desenvolvida há cerca de duas décadas, estando hoje bastante consolidada. O processo baseia-se na alternância entre condições aeróbias e anaeróbias, situação que faz com que um determinado grupo de bactérias assimile uma quantidade de fósforo superior à requerida para os processos metabólicos usuais. Ao se retirar estas bactérias do sistema, está-se retirando, em decorrência, o fósforo absorvido pelas mesmas. Com a remoção biológica de fósforo pode-se atingir efluentes com concentrações em torno de 0,5 mgP/l, embora seja mais apropriado considerar-se um valor mais conservador de 1,0 mgP/l. A remoção de fósforo por processos físico-químicos baseia-se na precipitação do fósforo, após adição de sulfato de alumínio, cloreto férrico ou cal. O consumo de produtos químicos e a geração de lodo são elevados. O tratamento físico-químico após a remoção biológica de fósforo pode gerar efluentes com concentrações da ordem de 0,1 mgP/l. b) Medidas corretivas As medidas corretivas a serem adotadas podem incluir uma ou mais das seguintes estratégias (von Sperling, 1995):

 Processos mecânicos

 Aeração  Desestratificação  Aeração do hipolímnio  Remoção dos sedimentos  Cobertura dos sedimentos  Retirada de águas profundas  Remoção de algas  Remoção de macrófitas  Sombreamento  Processos químicos  Precipitação de nutrientes  Uso de algicidas  Oxidação do sedimento com nitratos  Neutralização  Processos biológicos  Biomanipulação  Uso de cianófagos  Uso de peixes herbívoros

Sempre que possível, deve-se dar grande ênfase aos métodos preventivos, usualmente mais baratos e eficazes.
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