4.2 - Poluição por Nutrientes Eutrofização Aumento de nutrientes, tipicamente compostos contendo N e P, no ecossistema.

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1 4.2 - Poluição por Nutrientes Eutrofização Aumento de nutrientes, tipicamente compostos contendo N e P, no ecossistema. O termo vem do grego: "eu bom, verdadeiro "trophein nutrir Assim, eutrófico significa "bem nutrido". Entretanto, o termo é muitas vezes usado para descrever o aumento resultante na produtividade primária do ecossistema e seus efeitos Regina Kishi, 2/28/2014, Página 1

2 Lago - Proliferação de algas Regina Kishi, 2/28/2014, Página 2

3 Regina Kishi, 2/28/2014, Página 3

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6 Fontes da eutrofização artificial Atividades humanas: industriais, domésticas e agrícolas Fontes pontuais Efluente doméstico Alguns efluentes industriais Certos sistema aqüícolas usam tanques eutrofizados Fontes difusas Drenagem urbana Drenagem rural Fertilizantes aplicados na agricultura Pecuária Regina Kishi, 2/28/2014, Página 6

7 Cargas em águas superficiais (t/ano) Fonte: Federal Environment Agency (2003) 7

8 Conseqüências Interferências estéticas e recreacionais: floração de algas e odor Algas tóxicas: Cianobactérias (algas verde-azuis ) Caruaru, 1996, 55 mortes (hemodiálise) 2000 casos de Gastrenterite, Bahia, 88 mortes Intoxicação humana Envenenamento de peixes Variação diária grande de OD, com níveis baixos à noite mortandade de peixes Proliferação de diatomáceas e algas filamentosas entupimento de filtros de ETA (maior freqüência de limpeza CUSTO!!) Sedimentação do fitoplâncton demanda de OD no sedimento, logo menor OD no hipolímnio. Crescimento excessivo de macrófitas aquáticas enraizadas interferem a navegação, aeração e fluxo do canal. Regina Kishi, 2/28/2014, Página 8

9 Estado trófico (Grau de eutrofização do lago) Oligotrófico Lago claro, baixa produtividade Mesotrófico Lago com produtividade intermediária Eutrófico Lago com alta produtividade em relação ao processo natural Regina Kishi, 2/28/2014, Página 9

10 Estado trófico dos lagos Variável de qualidade da água Oligotrófico Mesotrófico Eutrófico Fósforo total (µg/l) < > 20 Clorofila (µg/l) < > 10 Disco de Secchi (m) > < 2 %OD sat hipolímnio > < 10 Regina Kishi, 2/28/2014, Página 10

11 Medição do nível de eutrofização Contagem (org/ml) de espécies específicas de fitoplâncton Especialista treinado Conversão para biomassa é difícil: variação do tamanho da célula das espécies. Volume celular (µm 3 /µl) de espécies Conversão direta para biomassa Esforço analítico elevado Concentração de clorofila-a (µg/l) Método fácil Não fornece informação a nível de espécies nem classes de fitoplâncton Mais usado Regina Kishi, 2/28/2014, Página 11

12 Mecanismos básicos da proliferação CRESCIMENTO E PROLIFERAÇÃO DE PLANTAS AQUÁTICAS PREDAÇÃO Pelo Zooplâncton TEMPERATURA (da água) HIDRÁULICA (vazão, velocidade, dispersão) TIPO DE PLANTA (exigência da espécie em termos de luz e nutrientes) Utilização e conversão de nutrientes inorgânicos: MO através da fotossíntese GEOMETRIA (do corpo receptor: A superficial, A de fundo, profundidade, volume) LUZ (Localização geográfica, grau de penetração da radiação solar em diferentes profundidades) NUTRIENTE (magnitude e tipo de nutriente: N, P, Si) Regina Kishi, 2/28/2014, Página 12

13 Relação nitrogênio/fósforo (N/P) (N/P > 12) = o fósforo é o nutriente limitante para o ambiente aquático (7 < N/P < 12) = nenhum dos nutrientes é limitante para o ambiente aquático (N/P <7) = o nitrogênio é o nutriente limitante para o ambiente aquático Ref.: Jorgensen, 1989; Branco, 1991; Von Sperling, 1996; Straskraba & Tundisi, 1999; PNUMA/CITA, 2001 Regina Kishi, 2/28/2014, Página 13

14 Controle Controle das fontes da poluição Agricultura sustentável otimização do uso de fertilizantes Fertilização orgânica reduz significativamente nitratos Controle do uso de fertilizantes e disposição de resíduos da pecuária Controle dos produtos: Ex: controle de fosfatos nos detergentes Mata ciliar ripariana Proliferação de algas: Controle de fatores que influenciam na proliferação Regina Kishi, 2/28/2014, Página 14

15 Estimativa de cargas potenciais de FÓSFORO A - PELA POPULAÇÃO Coeficientes médios de descarga per capita: Para fósforo: 1300 g.ano -1 (Jorgensen, 1989) 3,6 g/d 1000 g.ano -1 (Salas & Martino, 1991, apud PNUMA/CITA, 1991) 2,7 g/d Regina Kishi, 2/28/2014, Página 15

16 Característica do esgoto doméstico bruto Parâmetro Contribuição per capita (g/hab/d) Concentração (mg/l) Fósforo Fósforo orgânico Fósforo inorgânico Faixa 1,0 4,5 0,3 1,5 0,7 3,0 Típico 2,5 0,8 1,7 Faixa Típico Fonte: Von Sperling Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFMG. Regina Kishi, 2/28/2014, Página 16

17 B - COM BASE NA GEOLOGIA E USO DO SOLO Coeficientes de exportação de P (Jorgensen, 1989) Fósforo total E P (mg.m -2.ano -1 ) Classificação geológica Ígneo Sedimentar Drenagem de florestas Intervalo 0, Média 4,7 11,7 Florestas + Pastos Intervalo Média 10,2 23,3 Áreas agrícolas Cítrica 18 Pastos Áreas de cultivo Regina Kishi, 2/28/2014, Página 17

18 Coeficientes de exportação de P (Salas & Martino, 1991) Fósforo total Uso da bacia EP (mg.m -2.ano -1 ) Urbano 100 Agrícola rural 50 Bosque 10 Regina Kishi, 2/28/2014, Página 18

19 Estimativa de cargas potenciais de NITROGÊNIO A - PELA POPULAÇÃO Coeficientes médios de descarga per capita: Para nitrogênio: 3400 g.ano -1 (Jorgensen, 1989) 9,3 g/d Regina Kishi, 2/28/2014, Página 19

20 Característica do esgoto doméstico bruto Parâmetro Contribuição per capita (g/hab/d) Concentração (mg N/l) Nitrogênio total Nitrogênio orgânico Amônia Nitrito Nitrato Faixa 6,0 112,0 2,5 5,0 3,5 7,0 0 0,0 0,5 Típico 8,0 3,5 4,5 0 0 Faixa Típico Fonte: Von Sperling Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte. Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFMG. Regina Kishi, 2/28/2014, Página 20

21 B - COM BASE NA GEOLOGIA E USO DO SOLO Coeficientes de exportação de N (Jorgensen, 1989) Nitrogênio total E N (mg.m -2.ano -1 ) Classificação geológica Ígneo Sedimentar Drenagem de florestas Intervalo Média Florestas + Pastos Intervalo Média Áreas agrícolas Cítrica 2240 Pastos Áreas de cultivo Regina Kishi, 2/28/2014, Página 21

22 Coeficientes de exportação de N (Salas & Martino, 1991) Nitrogênio total Uso da bacia EN (mg.m -2.ano -1 ) Urbano 500 Agrícola rural 500 Bosque 300 Regina Kishi, 2/28/2014, Página 22

23 Exercício Dada uma bacia, subdividida em duas sub-bacias, apresentam 80 e 90 km² de área e densidade populacional de 500 e 2000 hab/km², para sub-bacias 1 e 2, respectivamente. Na Tabela a seguir são apresentados os usos nas sub-bacias e respectiva geologia, resultado de um processamento de imagens de satélite e mapa geológico da regiao. Calcule a carga de fósforo e nitrogênio nas sub-bacias. Tabela Área na bacia (%) Bacia Uso Ígneo Sedimenta r Floresta 70 1 Floresta+Pasto 8 12 Áreas de cultivo 10 Floresta Floresta+Pasto 10 Pasto 40 Áreas de cultivo 30 Regina Kishi, 2/28/2014, Página 23

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