A importância da vegetação em alagados construídos. Alisson Borges GPQA/DEA/UFV Curitiba, Junho de 2015

Transcrição

1 1 A importância da vegetação em alagados construídos Alisson Borges GPQA/DEA/UFV Curitiba, Junho de 2015

2 2 Roteiro da apresentação Macrófitas e/ou vegetação em alagados. Mecanismos. Literatura clássica na área. Sumário.

3 3 Vegetação Macrófitas: termo genérico para designar plantas aquáticas que vivem desde em brejos até ambientes verdadeiramente aquáticos (incluindo os corpos de água doce, salobra e salgada). Incluem vegetais desde macroalgas até angiospermas. Emersas (Helophytes), como a Eleocharis. Submersas com folhas flutuantes (Amphiphytes), como a Nymphaea. Submersas (Limnophytes), como a Ceratophyllum. Flutuantes (Pleustophytes), como a Pistia.

4 4 Vegetação Fonte: aquatic.uoguelph.ca

5 5 Aerênquimas Tecido constituido por células infladas ou grandes espaços intercelulares, formando cavidades preenchidas de ar. Possibilita a chegada de oxigênio e a retirada de gás carbônico das partes vegetais submersas e favorece sua sustentação ou flutuação dentro da água. Plantas não adaptadas podem formar aerênquimas em condições de inundação Isso não quer dizer que a vegetação se tornará uma bateria de aeradores de alimentação solar. Fonte: antsofafrica.org/

6 Macrófitas? 6

7 Vegetação 7

8 Vegetação Produtividade do capim Tifton: 30~120 t/ha/ano 8 Feno: 750 R$/t Ou seja: vegetação em alagados construídos. Fonte: FIA et al. (2014)

9 Mecanismos 9

10 Mecanismos 10 Fonte: MOTA-MARQUES, 1999.

11 11 Funções/processos desempenhados e/ou facilitados pela vegetação Remoção de nutrientes e/ou poluentes. Valor muito pequeno (5~10% da carga). Muita variação nos dados, necessidade de enfoque. Destaque para o azevém 108~226 g/m 2 /ano de N. Facilitação das trocas gasosas. Plant aeration flux (PAF). 0,02~5 g/m 2 /d ou 5~12 g/m 2 /d ou mais? Outros gases. Retenção de sólidos e hidrodinâmica. Zona de raízes: melhora a distribuição e diminui a velocidade de escoamento. Colmatação ( clogging ).

12 12 Funções/processos desempenhados e/ou facilitados pela vegetação Funcionam como reatores com crescimento aderido. Diversidade microbiana. Sleytr et al. (2009). Milenkovski (2009). Zhao et al. (2012). Nitrificação/desnitrificação. Zaparoli (2009). Desinfecção, devido à bacteriófagos, vírus e exsudatos. Aspectos estéticos/paisagísticos.

13 3 Fonte: cleantechnica.com Fonte: CHAGAS, Fonte: sidwell.edu

14 A literatura sobre o papel das macrófitas 14

15 15 Hans Brix Functions of macrophytes in constructed wetlands. Wat. Sci. Tech. 29 (1994). [615] Do macrophytes play a role in constructed treatment wetlands? Wat. Sci. Tech. 35 (1997). [926] How 'green' are aquaculture, constructed wetlands and conventional wastewater treatment systems? Wat. Sci. Tech. 40 (1999). [110] Observações usadas até hoje como referências.

16 Brix (1994) 16

17 Brix (1997) 17

18 18 Stottmeister et alli Effects of plants and microorganisms in constructed wetlands for wastewater treatment. Biotech. Adv. 22 (2003). [612] Plants involvement in the input of oxygen into the root zone, in the uptake of nutrients and in the direct degradation of pollutants. O metabolismo de (micro) poluentes orgânicos pode ser observado (transformação, conjugação, compartimentalização), mas é pequeno e secundário quando comparado ao metabolism microbiano. Exsudatos (mobilização de nutrientes, efeitos alelopáticos, estímulo ao crescimento microbiano)

19 19 D. Duncan Mara To plant or not to plant? Questions on the role of plants in constructed wetlands. Joint Session of the 9 th IWA Conference on Constructed Wetlands and the 6 th IWA Conference on Waste Stabilization Ponds (2004) Q1: Are plants always necessary in CW? R1: Plants are not required in subsurface gravel-bed horizontal-flow constructed wetlands for the removals of BOD and SS. For these removals a rock filter is a better engineering alternative. Contudo... Remoção de nitrogênio. Remoção mássica (subestimativa da eficiência). Reaproveitamento da biomassa.

20 20 Kadlec e Wallace (2008) Treatment Wetlands 2 nd Ed. (2008). [4.531]

21 21 Brisson e Chazarenc Maximizing pollutant removal in constructed wetlands: Should we pay more attention to macrophyte species selection? Sci. Tot. Env. 407 (2009). [144] Guia para escolha da vegetação. Alagados cultivados com a mesma espécie apresentam muita variabilidade no desempenho, tornando a comparação difícil. Além dos dados de carregamento, dados relativos à planta, como por exemplo produtividade, são essenciais.

22 22 Vymazal Plants used in constructed wetlands with horizontal subsurface flow: a review. Hydrobiologia. 674 (2011). [85] Na maioria das comparações pareadas relata-se o papel positivo da vegetação. Exceções: Balizon et al. (2002). Scholz e Xu (2002), Scholz (2006);Lee e Scholz (2007) A vegetação deve ser tolerante a elevados valores de carregamento. Deve ter região rizomatosa abundante para prover sitios para adesão microbiana e para oxigenação (embora limitada) do meio. Deve ter boa produtividade para remoção de nutrientes via colheita e isolamento no inverno.

23 23 Outros Shelef, Gross e Rachmilevitch Role of plants in a constructed wetland: current and new perspectives. Water. 5 (2013). [16] Principais conclusões são referentes ao manejo. Zanella Vegetação em sistemas de wetlands construídos - Muitas opções, mesmas escolhas.

24 Sumário 24

25 25 A escolha da vegetação Dependerá de características como perenidade, tolerância, produtividade, facilidade de manejo e reaproveitamento. Deverão ser avaliados também, critérios como características da água residuária a ser tratada, carga orgânica, época da colheita e possibilidade de cultivo consorciado. Fonte: MATOS et al. (2011)

26 26 Concluindo The presence of macrophytes is one of the most conspicuous features of wetlands and their presence distinguishes constructed wetlands from unplanted soil filters or lagoons (Vymazal, 2011). Assim como um sistema que despeja água cinza não pode ser chamado de green technology, um sistema não vegetado não é um sistema de zona de raízes. No campo científico: aprendizado com as agrárias e as biológicas. Vendo os alagados construídos como solução de engenharia, aspectos de manejo (colheita e aproveitamento econômico da biomassa) deverão receber mais atenção.

27 26 Obrigado!