HIDROPONIA E AS MACRÓFITAS AQUÁTICAS
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POMPÊO,
M. L. M.
Universidade de São Paulo, Instituto de Biociências, Departamento de Ecologia,
Rua do Matão, Travessa 14, 321, Butantã - São Paulo - SP, Brasil, 05508-900, e-mail: vivimarc@uol.com.br
INTRODUÇÃO
Em função do aumento das
atividades industriais, agrícolas e da população urbana, a
eutrofização, processo decorrente do excesso de nutrientes básicos,
sendo este conceito aplicado, atualmente, à fertilização excessiva,
permanente e continua de um corpo d’água, podendo resultar no
desenvolvimento massivo e indesejado de algas e macrófitas aquáticas
(AZEVEDO NETO, 1988), vem merecendo maior atenção. Devido à
diversidade de causas do processo, as formas de evita-las tornam-se
complexas. Comumente, procura-se evitar a introdução de nutrientes
ou de matéria orgânica passível de mineralização. Nutrientes em
excesso provocam aumento no crescimento de vegetais, podendo, em função
de intenso crescimento, tornar-se um problema para utilização da água
(BRANCO e BERNARDES, 1983).
No inicio da década de 60, apesar da preocupação com a
crescente degradação dos corpos d’água, raros eram os que
distinguiam as conseqüências da poluição, dos efeitos da eutrofização.
Esse estado de confusão ocorria em
todo o mundo. No Brasil, segundo AZEVEDO NETO (1988), um exemplo típico
dessa falta de conhecimento pode ser observado no sistema de disposição
dos efluentes urbanos de Brasília, concebido sem se considerar os
efeitos da eutrofização.
Os efeitos da eutrofização nos corpos d’água, e em
particular a celeuma causada pelo uso indiscriminado de detergentes
fosforados, principalmente nos Estados Unidos nos meados deste século,
discutidos por VALLENTYNE (1978), demonstra a complexidade e a atenção
que este assunto merece.
Os efeitos negativos da eutrofização podem ser resumidos da
seguinte forma (AZEVEDO NETO, 1988):
-
desenvolvimento
excessivo e prejudicial de algas, proliferação de macrófitas
aquáticas, etc;
-
alterações
profundas da biota,
com a substituição de espécies de peixes e outros organismos;
-
decomposição
orgânica, consumo e depleção de oxigênio dissolvido e anoxia;
-
degradação
da qualidade da água, com alterações de composição, cor,
turbidez, transparência, etc;
-
liberação
de4 gases e produção de maus odores;
-
formação
de depósitos bentais e reciclagem de nutrientes;
-
prejuízos
consideráveis para o uso da água em abastecimento, irrigação e
para aproveitamentos hidroelétricos;
-
prejuízos
diversos para recreação, turismo e paisagismo;
-
aumento
da evaporação;
-
elevação
de nível e entraves para o escoamento das águas;
-
produção
de substâncias tóxicas e prejuízos para eventuais e para o gado
-
condições
propícias para a criação de mosquitos, larvas e outros vetores;
-
De
maneira geral, os nutrientes que devem ser removidos ou ter suas
cargas reduzidas nos efluentes são o nitrogênio e o fósforo,
pois são considerados os principais limitantes ou controladores
da produtividade primária.
Como propostas visando a redução do teor de nutrientes têm-se
(AZEVEDO NETO, 1988):
-
tratamentos
independentes para a remoção de nutrientes;
-
modificações
nas próprias instalações e processos de tratamento por lodos
ativados para reduzir os teores de nitrogênio e fósforo;
-
tratamentos
terciário e quaternário em seqüência aos tratamentos biológicos.
O tratamento terciário convencional é considerado um processo muito
dispendioso, e como alternativa para a remoção de nutrientes pode-se
utilizar hidroponia, cultivo em água sem solo de vegetais superiores
(BRANCO et al, 1985). Essa cultura é feita de forma que as raízes da
planta fiquem submersas, absorvendo nutrientes, mantendo as partes aéreas
acima do nível da água.
VANTAGENS E
DESVANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DE PLANTAS AQUÁTICAS
A utilização de plantas aquáticas como “agente
purificador” em hidroponia, justifica-se pela sua intensa absorção
de nutrientes e pelo seu rápido crescimento, como também por
oferecer facilidades de sua retirada das lagoas e ainda pelas amplas
possibilidades de aproveitamento das facilidades de sua retirada das
lagoas e ainda pelas amplas possibilidades de aproveitamento da
biomassa escolhida (Romitelli, 1983; GRANATO, 1995). Além disso,
podem ser cultivadas plantas visando a produção de alimentos que
podem ser aproveitados tanto por animais como pelo próprio homem
(BRANCO e BERNARDES, 1983; BRANCO et al, 1985).
Plantas aquáticas, como por exemplo Lema (HARVEY e FOX, 1973),
Eichhornia (ROMITELLI, 1983) e Phragmites, Typha,
Juncus e Bambus (WOLVERTON et al, 1983), têm sido
utilizadas visando à melhoria da qualidade do efluente,
principalmente no que diz respeito à redução das concentrações de
nitrogênio e fósforo.
Estas plantas exercem importante papel na remoção de substâncias
dissolvidas, assimilando-as e incorporando-as à sua biomassa. O aguapé
(Eichhornia crassipes) é capaz de retirar quantidades consideráveis
de fenóis, metais pesados e outras substâncias tais como 0,7 mg de
Cd/OS (peso seco) e 0,5 mg de Ni/g de peso seco (PS) (AZEVEDO NETO,
1988). Segundo CAMARGO (1991), Eichhornia azurea absorve
ortofosfatos na ordem de 14,56 a 58,58 mg/g/h e de 60,65 a 239,92
mg/g/h de nitrogênio. Segundo BOYD e VICKERS (1971), pode-se
considerar uma boa estimativa 1,33 a 3,33 porcentagem de PS de nitrogênio,
0,14 a 0,80 % PS de fósforo e de 1,60 a 6,70 % PS de potássio
presentes na biomassa de E. crassipes. Como em uma unidade de
fitodepuração de 1500 m2 é provável uma retirada mensal
de biomassa do aguapé da ordem de 0,45 a 0,65 tPS (RODRIGUES,1985),
utilizando-se dos valores estimados por BOYD e VICKERS (1971), é possível
uma remoção de 0,6 a 5,2 kg de fósforo, 0,6 a 216,4 kg de nitrogênio
de 7,2 a 43,5 kg de potássio. Através dos resultados apresentados
por SANTOS (1994) pode-se também viabilizar a utilização de plantas
aquáticas visando à depuração de efluentes contendo herbicidas
como atrazine, 2,4-D, trifluralin e glyfosate. Apesar de não ter
obtido uma solução apta para o descarte, GRANATO (1995) comenta que
o aguapé pode ser utilizado para tratar efluentes contendo cianetos.
Os poluentes são removidos numa lagoa com aguapé por vários
mecanismos físicos químicos e biológicos
característicos do sistema. A sedimentação que ocorre na
lagoa é mais eficiente pela proteção ao movimento das águas
oferecida pela cobertura compacta de aguapé. Já a filtração dos sólidos
suspensos pelas raízes do aguapé, é um dos mais importantes
processos para o polimento da lagoa deve ser suficiente para que as raízes
não se agarrem ao fundo, de tal forma que o fluxo da lagoa seja
filtrado através da zona radicular.
Outro fator que favorece a remoção de poluentes em lagoas de
aguapé decorre da existência de abrigo e condições para o
crescimento de uma abundante biota fixa (perifíton) às suas raízes
e folhas, tendo um papel importante na degradação, assimilação e
remoção dos poluentes (ROMITELLI, 1983). Por si só, o aguapé
assimila substâncias inorgânicas solúveis do meio aquático e,
devido ao seu intenso crescimento, essa absorção se dá em grandes
quantidades, como já ressaltado.
A eficiência do aguapé no tratamento terciário de efluentes
de lagoas de estabilização foi demonstrada por MOSSE et al (1980).
Segundo os autores, a utilização do aguapé em conjunto com lagoas
de estabilização, proporciona uma maneira não só econômica como
ecológica, para tratamento de esgotos em pequenas comunidades, lançando
seus efluentes com alto padrão de qualidade, sem prejuízos aos
corpos receptores.
TRIPATHI e SHUKLA (1991) observaram altas reduções de DBO,
nitrogênio e fósforo, sólidos suspensos, alcalinidade, amônia,
dureza, carbono orgânico dissolvido e coliformes, em condições de
laboratório, no tratamento de esgoto doméstico e industrial, através
de um tanque com aguapé seguido por um de alga e finalmente por um
terceiro tanque novamente com aguapé.
ROMITELLI (1983) obteve alta remoção de fosfatos em efluentes
secundários com o emprego de aguapé, em sistemas “batch” em
laboratório.
Vários outros trabalhos demonstram a potencialidade de plantas
aquáticas como alternativa para o tratamento de efluentes domésticos
ou industriais (ALVARADO e FASANARO, 1980; KAWAI e GRIECO, 1983; KUMAR
e GARDE, 1989; MANFRINATO, 1989; RIBEIRO et al, 1986; SALATI,1991).
Embora exista farta literatura sobre plantas aquáticas,
especialmente do aguapé; segundo GOPAL e SHARMA (1981, apud JUNK e
HOWARD-WILLIAMS, 1984), Há mais de 1000 artigos, os mais diversos
possíveis, referentes a Eichhornia crassipes; o aguapé é muitas
vezes apresentado como “praga” e outros como agente despoluidor (MANFRINATO,1991).
Quando o aguapé é cultivado de forma correta do ponto de
vista técnico-científico, ele pode ser um agente de despoluição.
Quando, no entanto, a planta cresce de forma descontrolada e sem
manejo adequado, pode se transformar num problema ambiental (MANFRINATO.
1991).
Para entender a problemática do aguapé é necessário,
segundo MANFRINATO (1991), considerar que:
-
o
aguapé é uma planta aquática flutuante que se desenvolve muito
bem nas regiões de clima quente seu desenvolvimento é acelerado
quando não existem limitações nutricionais, como é o caso das
águas das lagoas e represas que são poluídas por esgoto urbano
e alguns tipos de efluentes industriais.
-
a
biomassa de uma plantação de aguapé varia bastante (média para
o Brasil da ordem de 250 a 300 toneladas por hectare). A taxa de
crescimento também é variável. Em condições ótimas chega em
média a 5% ao dia. Assim, se o crescimento estiver nas condições
ótimas, a produção será de aproximadamente 15 toneladas de
biomassa úmida por dia por hectare.
-
o
sistema radicular do aguapé funciona como um filtro mecânico e
retém (adsorve) material particulado (orgânico e mineral)
existentes na água, e cria um ambiente rico em atividades de
fungos e bactérias, passando a ser um agente de despoluição,
reduzindo a DBO, a taxa de coliformes e a turbidez das águas poluídas.
-
além
da diminuição da carga orgânica, o aguapé retira da água
(adsorve) elementos químicos minerais dos quais se nutre,
diminuindo suas concentrações, especialmente, de nitrogênio e fósforo.
-
da
ação conjunta dos mecanismos acima indicados, obtém-se um
controle de poluição orgânica e química. A taxa de remoção
dos poluentes depende do tempo de resistência da água da área
de influência da rizosfera do aguapé, da densidade de plantas na
lagoa, das condições climáticas e do estágio de crescimento
das plantas.
O
sucesso do tratamento empregando plantas aquáticas vai além do baixo
custo e reduzidos gastos energéticos, há muitas possibilidades de
reciclagem da biomassa produzida, que de outra forma seria desperdiçada
nos esgotos, levada para o fundo de rios e lagos (ROMITELLI, 1983). A
pode ser utilizada como fertilizante, ração animal, geração de
energia (biogás ou queima direta), fabricação de papel, extração
de proteínas pra uso em rações, extração de substâncias
quimicamente ativas de suas raízes para uso como estimulante de
crescimento de plantas, etc.
Segundo ALVARADO e FASANARO (1980),
o aguapé, como fonte de energia alternativa (biogás), poderia
representar não só uma economia de divisas, mas inclusive chegaria a
viabilizar as obras da Cia. Catarinense de Águas e Saneamento. O
valor nutritivo de plantas aquáticas, para o uso como ração animal,
já foi demonstrado (ESTEVES, 1991; THOMAS e ESTEVES, 1985).
GOMES
et al (1987) demonstraram que é possível transformar o aguapé em
compostos orgânico através do processo de fermentação ao ar livre.
Muitos outros estudos foram realizados visando a otimização, o
manejo e a utilização da biomassa produzida, com referência
especial a Eichhornia consultar VALORISATION DE LA JACINTHE D’EAU
(1983).
Uma crítica que se faz em relação à utilização de plantas
aquáticas para o tratamento de efluentes, diz respeito à
potencialidade do sistema para se tornar um criadouro de pernilongos
bem como vários organismos patogênicos, além de produzir odores
desagradáveis. Outra crítica refere-se ao fato de assimilarem metais
pesados outras substâncias tóxicas, transferindo o problema da
contaminação para a planta. Talvez a crítica mais contundente diga
respeito ao destino da grande quantidade de biomassa formada, já que
periodicamente há necessidade da colheita parcial da planta, necessária
para a retirada dos poluentes do sistema na forma de biomassa viva, além
de permitir que as restantes continuem em intenso crescimento ativo.
CONSIDERAÇÕES
FINAIS
O principal responsável pelo descrédito do aguapé como
agente despoluidor no Brasil, foi a sua má utilização. Mas, assim
como qualquer sistema de tratamento, há necessidade de planejamento,
otimização de custo/benefício, em conformidade com o local e área
disponíveis, qualidade e carga do efluente, etc.
Atualmente não se pode utilizar plantas aquáticas
indiscriminadamente como no passado.
Não
adianta deixa-la em uma lagoa crescendo sem controle, há necessidade
de planejamento e manejo adequados para um eficiente sistema de
tratamento. Há também necessidade de se dar um destino à grande
quantidade de biomassa produzida. Desta forma, é essencial que ao se
planejar um sistema de tratamento, também seja levada em consideração
unidades de beneficiamento e de armazenamento de biomassa. RODRIGUES
(1985) sugere Unidades Hidro-Agricolas, isto é, um sistema
fitodepurador através da utilização do aguapé, promovendo a
melhoria da qualidade da água, que posteriormente seria utilizada
para atividades aquícolas (criação de peixes, rãs, etc) e para
agricultura intensiva. Devido à elevada produção de biomassa,
atividades relativas às várias formas de utilização do aguapé
também são sugeridas. Segundo o autor, além das características
despoluentes e geradoras de rendimento, estas Unidades poderiam
propiciar a fixação do homem no campo.
Mesmo assimilando substâncias tóxicas e metais pesados quando
presentes, a utilização de plantas aquáticas como alternativa em
sistemas de tratamento de efluentes é viável. É importante ter o
controle de onde estas substâncias são depositadas na natureza, ao
invés de lança-las nos corpos d’água receptores, sem saber o
destino e os efeitos que poderão causar ao ambiente.
No caso especifico da utilização de hidroponia para a produção
de alimentos, os efluentes das indústrias de conservas alimentícias
devem ser primeiramente avaliados, pois, segundo FERNANDES (1985), não
apresentam em sua composição substâncias tóxicas ou inibidoras dos
processos biológicos.
De forma direta, cultura hidropônica gera subprodutos
alternativos para diversas finalidades e de grande utilidade para o
homem, além de auxiliara na melhoria da qualidade geral do efluente,
que indiretamente, devido à redução da carga lançada nos corpos
d’água, em particular de nitrogênio e fósforo, auxilia na
melhoria da qualidade de vida.
No Brasil há necessidade de estudos básicos para o
entendimento da estrutura e dinâmica de sistemas de tratamento
utilizando-se de culturas hidropônicas. Estes estudos propiciarão
bases científicas para futuras aplicações, além de solucionarem os
mais variados aspectos relacionados ao manejo do sistema.
Há no estado de São Paulo
571 municípios, dos quais 41 possuem sistemas de tratamento de
esgotos e, assim mesmo, a nível primário (RODRIGUES,1985). Portanto,
faz-se necessário repensar o modelo de tratamento de esgotos e de águas
residuárias industriais adotados no Brasil, visando a implantação
de sistemas alternativos de acordo com a realidade do país e o mais
rapidamente possível, pois quase todos os rios do Estado de São
Paulo estão poluídos, variando essa poluição de média a
extremamente grave (RODRIGUES, 1985). Assim, providências são necessárias
e urgentes, no que diz respeito à melhoria da qualidade de nossos
corpos d’água. Desta forma, a hidroponia, desde que planejada
adequadamente, pode contribuir com uma pequena parcela no auxílio à
despoluição e à vida.
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Também veja o site: http://www.3.westmont.edu/u/outside/phil.soderman/www/tab.htm