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Aplicação de técnicas químicas para mitigação da eutrofização e seus efeitos nos organismos planctônicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-23) Brito, Fernanda Monicelli Câmara; Becker, Vanessa; Dias, Juliana Deo; http://lattes.cnpq.br/8119278936427700; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; Silva, Hérika Cavalcante Dantas da; http://lattes.cnpq.br/7724097005059203; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; http://lattes.cnpq.br/4920511661069792; Miranda, Marcela Aparecida Campos Neves; https://orcid.org/0000-0001-6994-8690; http://lattes.cnpq.br/4454563659703678; Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; https://orcid.org/0000-0001-8768-8546; http://lattes.cnpq.br/9565880232504027
Existem várias técnicas para controle da eutrofização, as técnicas físicas e químicas têm sido bastante utilizadas, entretanto existem poucos estudos sobre os os efeitos dessas técnicas no semiárido e nas comunidades planctônicas. Floc & Sinke Floc & Locksão técnicas de geoengenharia que tem como objetivo manipular o ciclo biogeoquímico do fósforo (P), removendo o P particulado (biomassa algal) por sedimentação (Floc & Sink), e o P dissolvido da água por adsorção e capeamento do sedimento (Floc & Lock). A técnica utiliza a combinação de coagulante e argilas (naturais ou modificadas) para sedimentação e/ou adsorção. Diante disso o objetivo geral dessa tese é analisar as respostas da comunidade planctônica frente à técnica de geoengenharia para controle da eutrofização e sua eficiência em águas de mananciais da região semiárida tropical. O primeiro capítulo teve por objetivo realizar uma análise cienciométrica da literatura para observar o efeito de técnicas químicas e físicas de controle da eutrofização em organismos planctônicos em ambientes eutróficos, avaliando a produção bibliométrica e determinando lacunas de conhecimento. Os resultados mostraram que as técnicas mais estudas foram: Floc & Sink, algicidas, Floc & Lock, aeração, dragagem e ultrassom, e que tem ocorrido mais interesse nelas ao longo dos anos. Os efeitos da técnica em outros grupos fitoplanctônicos, além das cianobactérias e no zooplâncton são pouco abordados, sendo uma das lacunas encontradas. Além disso, estudos que observem os efeitos ao longo do tempo, mostrando a sucessão da comunidade planctônica e em mesocosmos são minoria. No geral, todas as técnicas químicas removeram a biomassa ou o biovolume das cianobactérias. Ao contrário das técnicas físicas que tiveram resultados conflitantes, com resultados inconclusivos. Os poucos estudos após a aplicação da técnica mostram efeitos positivos na diversidade do fitoplâncton após o Floc & Sink e um aumento na riqueza após o Floc & Lock e a aeração. Todas as técnicas afetaram negativamente o zooplâncton, diminuindo a biomassa, sobrevivência ou abundância desses organismos. O capítulo dois objetivou analisar os efeitos na biomassa e composição fitoplanctônica, ao aplicarmos a técnica de mitigação Floc & Sink (F&S), em águas eutrofizadas de reservatórios da região semiárida tropical. Em escala experimental, utilizou-se um coagulante químico (Policloreto de Alumínio - PAC) e materiais naturais (Planossol e calcários bege e branco) como lastros para sedimentação e aplicamos uma abordagem funcional, Grupos Funcionais Baseados em Morfologia (MBFG), baseada em características morfológicas do fitoplâncton (Kruk et al., 2010), para avaliar quais mecanismos adaptativos são mais resistentes à sedimentação. A técnica foi capaz de sedimentar biomassa algal com adição coagulante mais lastro (PAC+Planosso; PAC+Calcário Bege e PAC+Calcário Branco). Os efeitos da técnica sobre a biomassa e composição do fitoplâncton variaram de acordo com o mecanismo de resistência à sedimentação. MBFG IV, sem características especializadas, sedimentado apenas com uso de coagulante. A presença de bainha mucilaginosa e aerótopos (Microcystis aeruginosa, MBFG VII), impediu sua sedimentação em todos os tratamentos. Nem o MBFG V (flagelados) nem o MBFG VI (diatomáceas pequenas) exibiram sedimentação. Além disso, as cianobactérias filamentosas (MBFG VIII) demonstraram maior resistência à sedimentação. O emprego de materiais de lastro naturais proporciona uma alternativa econômica para a remoção da biomassa de algas. O terceiro capítulo tem por objetivo testar a eficiência da técnica Floc & Lock no controle da fertilização interna e na remoção de biomassa algal de ambiente eutrofizado da região semiárida. Nós hipotetizamos que a técnica seria capaz de imobilizar o fósforo presente no sedimento, diminuindo a liberação de fósforo e assim, limitar o crescimento fitoplanctônico. O estudo foi conduzido em escala experimental em tubos de pvc contendo água e sedimento, incubados por 47 dias. Os tratamentos foram: adição de PAC, adição Phoslock® (PHOS), PAC + PHOS e PAC+PHOS+Calcário Bege (CB), além do controle, sem adição de nenhum tratamento. Nossos resultados mostraram que a técnica Floc & Lockconseguiu diminuir a liberação do fósforo no sedimento e limitar o crescimento fitoplanctônico, confirmando a hipótese do estudo. Apesar de todos os tratamentos terem sido eficientes no capeamento do sedimento e na remoção da bioamssaalgal, a combinação de PAC+PHOS foi o que alcançou menores taxas de liberação de fósforo. Entranto, os tratamentos PAC+ PHOS+CB e apenas PHOS também obtiveram bons resultados de remoção de biomassa algal e capeamento do sedimento, mostrando alternativas mais econômicas de aplicação.
Controle do fósforo em reservatório eutrofizado no semiárido: experimento em microescala com a técnica "flock & lock"
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-06-12) Débora, Heloísa Xavier Silva; Araújo, Fabiana Oliveira de; Vanessa Becker; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; Silva, Hérika Cavalcante Dantas da
Controlar a entrada de fontes externas de fósforo no corpo aquático, bem como o fósforo lançado a partirdo sedimento é determinante para mitigar os efeitos da eutrofização. Estudos revelam que a ação conjunta de floculantes com argilas é eficientena remoção do fósforo da coluna de água devido a sedimentação e inativação deste no sedimento. Este estudo realizou experimentos de laboratório em microescala para testar a eficiência de dois floculantes, policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de alumínio (Al2SO4), isoladamente ou combinados com a argila bentonita modificada com lantânio (BML), Phoslock®, e com a argila bentonita natural (BEN), na redução da concentração de fósforo total e reativo solúvel em amostras de água do reservatório de Gargalheiras, na região semiárida do Brasil. Os resultados apontam, sob as condições apresentadas e na execução dos experimentos, que a utilização do floculantes policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de alumínio (Al2SO4), isolados e associados às argilas bentonita modificada com lantânio (BML), Phoslock®, e a bentonita natural (BEN) reduz significativamente o fósforo total, no entanto não foi observado nenhum efeito sobre a redução do fósforo reativo solúvel.
Efeito do uso do solo na qualidade da água de reservatórios do semiárido brasileiro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-06-20) Morais Neto, João Vieira de; Angelini, Ronaldo; Fabiana Oliveira de Araújo Silva; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; Araújo, Renata Cristina Medeiros Trajano de
A substituição da vegetação nativa por atividades antrópicas em uma bacia de drenagem, geralmente resulta no carreamento de nutrientes aos ecossistemas aquáticos, reduzindo a qualidade da água destes ambientes. A região semiárida do Nordeste brasileiro não atende a esta regra e por possuir solos jovens, é ainda mais susceptível a erosão, o que pode agravar o problema. Identificar as variáveis que podem comprometer a qualidade da água de mananciais é de suma importância para a gestão das bacias, visando gerar políticas públicas de proteção aos mananciais hídricos. Este trabalho tem o objetivo de verificar as relações entre o uso do solo da bacia de drenagem e as variáveis de qualidade da água de 7 reservatórios inseridos nas bacias dos rios Piranhas-Açu e Apodi-Mossoró no semiárido brasileiro (Rio Grande do Norte – RN). A delimitação das bacias de drenagem, bem como as análises de uso e ocupação do solo foram realizadas através de ferramentas de geoprocessamento como Taudem e o plugin SCP aplicados no software Quantum Gis, classificando os usos em: vegetação densa, vegetação esparsa, solo exposto, urbano, agricultura e água. Os dados de qualidade da água foram obtidos junto a um programa estadual de monitoramento de águas superficiais e as variáveis selecionadas foram: fósforo total, nitrogênio total, coliformes termotolerantes, sólidos totais, densidade de cianobactérias e clorofila-a. Foram analisadas sete bacias de drenagem e realizadas análises de correlação de Pearson entre a qualidade da água do reservatório e o uso do solo para o ano de 2009. Foram encontradas altas correlações negativas significativas entre vegetação densa e fósforo total (r=-0,96; p=0,01), e com densidade de cianobactéria dos reservatórios (r=-0,83 e p=0,04). Outro resultado a se destacar foi a correlação positiva (r=0,82; p=0,04) entre densidade de cianobactéria e a atividade de agricultura na bacia de drenagem. Portanto, esses resultados evidenciam que a redução da porcentagem da vegetação nativa e o aumento da atividade agrícola tendem a piorar a qualidade da água pelo aumento do processo de eutrofização com ocorrência de florações de cianobactérias.
Impactos de eventos climáticos extremos na qualidade da água de corpos hídricos superficiais continentais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-29) Moreira, Caio Vitor Matos; Becker, Vanessa; Costa, Mariana Rodrigues Amaral da; http://lattes.cnpq.br/9565880232504027; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; http://lattes.cnpq.br/6133350267694573; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; Dias, Juliana Deo
Eventos climáticos extremos (ECEs) relacionados à precipitação, tais como secas e chuvas intensas, possuem grande potencial de alterar a qualidade hídrica de corpos hídricos continentais, devido as mudanças climáticas esses eventos têm se tornado mais frequentes, tornando esses fenômenos importantes ameaças a esses ambientes que cumprem diversos papéis em nossa sociedade. Nesse sentido, entender como esses eventos impactam os corpos d’água continentais em escala temporal e espacial é uma importante ferramenta para gestão e mitigação desses futuros impactos. Por isso, o objetivo deste estudo é encontrar padrões temporais e espaciais desses efeitos e compreender como as particularidades em escala local podem amplificar os impactos dos eventos climáticos extremos. Para isso desenvolvemos em nosso primeiro capítulo uma revisão sistemática utilizando a cienciometria, que é o ramo da ciência que se propõe a estudar os aspectos da produção científica, visando entender tendênciase lacunas de uma área da ciência. Na análise cienciométrica retiramos as seguintes informaçõesde cada artigo: tipo de evento do estudo, zona climática da área de estudo, abordagem, ecossistema estudado, tipo de parâmetro estudado, comunidades biológicas (quando há estudobiológico), impacto no principal parâmetro e impacto na qualidade da água. 281 publicações foram utilizadas para análise de produção temporal de estudos e para as análises restante retiramos os artigos de revisão, resultando em 254 artigos. Observamos o aumento de publicações sobre a temática a partir do ano de 2014, encontramos que a zona climática temperada é a que mais produz esses artigos, os rios são os ecossistemas mais estudados e a grande maioria desses estudos reportam impactos negativos na qualidade da água desses ambientes. Além disso, esses eventos causam relevantes mudanças ecológicas devido as alterações físico-químicas sobrepostas a esses corpos hídricos. Entendemos que esse aumento do número de estudostenha sido causado por publicações de relatórios de órgãos internacionaissobre mudanças climáticas e ECEs, o padrão regional de publicações está mais relacionado a produção científica nessas localidades do que maior ocorrência de ECEs nas regiões. ECEs sãocapazes de introduzir e aumentar concentrações de sólidos, nutrientes e diversos poluentes. Estes eventos também intensificam o processo de eutrofização, a magnitude e duração desses impactos são controlados por características da bacia hidrográfica e condições antecedentes desses corpos hídricos. Em nosso segundo capítulo utilizamos dados limnológicos de monitoramento de 10 anos (2011- 2021) para analisar o impacto da flutuação de nível de água durante uma seca prolongada sob um reservatório do semiárido brasileiro, em que no início doseco apresentava alto volume de água e teve sua profundidade diminuindo progressivamente até secar completamente, com a posterior reinundação ao fim do período de monitoramento. O objetivo desse capítulo foi verificar se o período de seca intensificou a eutrofização desse reservatório. Utilizamos análise de agrupamento para a separação em clusters dos meses de monitoramento e as análises de Kruskall-Wallis e Análise de Componentes Principais (ACP) para analisar as diferenças entre os períodos e das variáveis ambientais. Nossa análise de agrupamento dividiu em três períodos caracterizados por suas profundidades máximas (Zmax) como: intermediário (I), período seco (II) e período de cheia (III). As variáveis: sólidos suspensos (fixos e voláteis), turbidez, condutividade elétrica, ortofosfato, fósforo total e clorofila-a apresentaram menores valores durante o período de cheia (III), enquanto a transparência Secchi e as concentrações de oxigênio dissolvido observadas nos períodos de menores profundidades (I e II) foram inferiores quando comparadas ao período III. Assim pudemos constatar a degradação sofrida pelo reservatório durante a seca prolongada e que durante os períodos de menores níveis de água tivemos degradação da qualidade hídrica e agravamento de eutrofização. Concluímos com esse estudo que os ECEs de precipitação impactam negativamente os corpos hídricos continentais e esses impactos alteram a dinâmica física, química e biológica desses ecossistemas. Além disso, condições ambientais da bacia de drenagem em que esses corpos aquáticos estão inseridos são fatores importantes para controle desses impactos. Estudos como esse fornecem subsídios para tomadas de decisão de gestão e recuperação dos corpos hídricos e se tornam ainda mais relevantes quando avaliamos as previsões de maior ocorrência de ECEs devido as mudanças climáticas.
Influence of extended drought on water quality in tropical reservoirs in a semiarid region
(Associação Brasileira de Limnologia, 2015-06-03) Becker, Vanessa; Braga, Gustavo Girão; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; Mendonça Junior, Jurandir Rodrigues de; Bezerra, Anderson Felipe de Medeiros; Torres, Laíssa Macêdo; Galvão, Ângela Marília Freitas; Mattos, Arthur
Aim: Drought periods often occur in Brazilian semiarid region and are supposed to induce water quality degradation by changes in physical, chemical and biological properties of freshwater ecosystems. Reservoirs in this region are used as drinking-water supplies and are exposed to wide volume fluctuations during drought periods due to lack of precipitation and high evaporation rates. This study aimed to identify patterns on water quality of two reservoirs during a long drought period. It was expected that more arid and shallower conditions would favor algal growth by enhancing nutrient availability, causing a decrease on water quality. Methods: The study was based on monthly sampling over 20 months (May 2011 to December 2012) at two tropical reservoirs on Brazilian semiarid region. Precipitation and volume data were obtained from environmental agencies. Transparency was measured on field using a Secchi disk and conductivity, nutrients, suspended solids and chlorophyll-a were analyzed on laboratory. Temporal changes in all environmental variables were analyzed in each reservoir using two-way cluster analysis and also principal component analysis (PCA). Results: The volume of both reservoirs decreased considerably over the study because of low or shortage of precipitation. It was possible to detect two opposite patterns of chlorophyll-a in each reservoir throughout the drought season: in the first one phytoplankton growth was favored, while in the second one chlorophyll-a decreased by high inorganic turbidity. Both reservoirs tended to increase their turbidity and conductivity during the drought period due to shallow conditions, which probably contributed to sediment resuspension. Conclusions: Water level reduction during the extended drought period, contributed for water quality degradation due to high algal biomass and also high turbidity found during drought period. Local factors, as the nature of suspended solids, play an important role on predicting water quality
A influência da poluição difusa e do regime hidrológico peculiar do semiárido na qualidade da água de um reservatório tropical
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-06-15) Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; Mattos, Arthur; ; http://lattes.cnpq.br/6925820345407676; ; http://lattes.cnpq.br/4920511661069792; Becker, Vanessa; ; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; Sperling, Eduardo Von; ; http://lattes.cnpq.br/5558654308900981; Barbosa, José Etham de Lucena; ; http://lattes.cnpq.br/0287280830465959
Na região semiárida do nordeste do Brasil a maioria dos reservatórios utilizados para abastecimento público vem sofrendo degradação da qualidade da água, influenciados pela poluição difusa de áreas agrícolas e de pecuária da bacia de drenagem e pelo regime hidrológico peculiar da região, caracterizado por um período de chuva com maiores volumes armazenados nos reservatórios e um período de seca com redução do nível da água devido à intensa evaporação e aumento do processo de eutrofização. O reservatório Dourado, localizado no município de Currais Novos, região semiárida do estado do Rio Grande do Norte é um exemplo de manancial de abastecimento que pode apresentar degradação da qualidade da água e inviabilização do seu uso, devido ao elevado aporte externo de nutrientes a partir de fontes não-pontuais da bacia de drenagem durante o período chuvoso e aumento do processo de eutrofização devido a diminuição do volume armazenado durante o período de seca. Este trabalho teve como objetivo investigar e quantificar a poluição difusa e o regime hidrológico da região semiárida a fim de estabelecer padrões referentes à qualidade da água do reservatório Dourado. O período de estudo foi compreendido entre os meses de maio de 2011 a março de 2012. A polução difusa foi quantificada tanto em relação à bacia de drenagem, a partir do balanço de massa de fósforo no reservatório, como em relação a áreas sob diferentes tipos de uso do solo na zona ripária do reservatório a partir da avaliação dos atributos químicos do solo e das perdas de fósforo em cada área. A influência do regime hidrológico na qualidade da água do reservatório foi avaliada a partir do monitoramento mensal das variáveis morfométricas, meteorológicas e limnológicas do reservatório ao longo do período de estudo. Os resultados mostraram que o reservatório recebeu uma elevada carga de fósforo advinda da bacia de drenagem e se apresentou como um sistema capaz de reter parte desta carga afluente, conferindo uma tendência ao aumento do processo de eutrofização. A poluição difusa por nutrientes a partir de áreas sob diferentes tipos de uso do solo na zona ripária do reservatório foi maior na área sob influência da pecuária, sendo essa área considerada uma potencial fonte difusa de nutrientes para o reservatório. Em relação ao regime hidrológico, durante o período de chuva o reservatório foi caracterizado por elevadas concentrações de nutrientes e reduzida biomassa algal, enquanto que no período de seca a redução do volume e o aumento do tempo de retenção da água do reservatório contribuiu para o crescimento excessivo da biomassa algal, favorecendo o aumento do processo de eutrofização. Em síntese a qualidade da água do reservatório tropical Dourado é direcionada pela poluição difusa oriunda da bacia de drenagem e pelo regime hidrológico peculiar da região semiárida, onde o período chuvoso é caracterizado pelo elevado aporte de compostos alóctones provenientes dos rios tributários e da erosão do solo na zona ripária do reservatório, e o período seco caracterizado pela marcante redução do volume armazenado devido à intensa evaporação, alto tempo de residência da água e a consequente degradação da qualidade da água devido ao aumento do processo de eutrofização
Interação água-sedimento na degradação da qualidade da água de reservatórios tropicais semiáridos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-10-31) SILVA, Herika Cavalcante Dantas da; Becker, Vanessa; Fabiana Araújo; Santos, Hélio Rodrigues dos; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de
Objetivo: O objetivo deste estudo foi verificar a distribuição vertical de fósforo na coluna d’água, bem como relacioná-la com a liberação de fósforo do sedimento, durante um período de seca extrema. Métodos: Foram analisados dois reservatórios da região semiárida do Rio Grande do Norte, durante o período de Maio de 2015 a Junho de 2016. Foram analisados: sólidos suspensos (SS), clorofila-a (Chl-a), oxigênio dissolvido (OD) e temperatura. Perfis verticais foram traçados para fósforo total (PT), fósforo total dissolvido (PTD), fósforo particulado (PP), fósforo orgânico dissolvido (POD) e fósforo reativo solúvel (FRS). Resultados: Gargalheiras apresentou condições anóxicas próximo ao sedimento em vários meses durante período de estratificação. Cruzeta apresentou um mínimo de OD de 1mg.L-1, porém, apenas em dois meses. Os valores de fósforo distribuídos na coluna d’água foram bastante elevados para ambos os reservatórios, apresentando os maiores valores durante os períodos com menor profundidade. Gargalheiras apresentou os maiores valores de PT e PP, enquanto Cruzeta apresentou os maiores valores de FRS. Os valores de Chl-a e SS também foram condizentes com os valores de fósforo: a Chl-a foi maior em Gargalheiras, enquanto os SS, principalmente inorgânicos, foram maiores em Cruzeta. Alguns meses que apresentaram condições anóxicas no fundo também apresentaram os maiores valores de PT e FRS, o que pode indicar liberação. Além disso, os valores demasiadamente elevados durante os meses mais rasos podem ter sofrido influência do vento, havendo ressuspensão do sedimento, propiciando a liberação. Conclusões: A distribuição das formas e quantidades de fósforo na coluna d’água é importante para planos de restauração de lagos eutrofizados, porém, não é suficiente. É necessário conhecer o fluxo de P liberado, bem como as formas de P existentes para entender os mecanismos e variáveis que influenciam na liberação.
Liberação de fósforo da interface água-sedimento e os efeitos da variação de volume, ressuspensão e difusão em um reservatório raso do semiárido: um estudo em escala experimental
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-05-26) Silva, Rayane Dias da; Silva, Hérika Cavalcante Dantas da; Becker, Vanessa; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; http://lattes.cnpq.br/7724097005059203; http://lattes.cnpq.br/7134316396332546; Silva, Fabiana Oliveira de Araújo; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de
Concentrações elevadas de nutrientes, principalmente o fósforo resultam na eutrofização de mananciais de águas continentais. Dentre as principais fontes de fósforo para esses ecossistemas destaca-se o sedimento como fonte interna de nutrientes em reservatórios, visto que, o fósforo acumulado no sedimento pode ser liberado, devido a fertilização interna em lagos rasos. A região semiárida tropical do Brasil apresenta precipitação reduzida e altas temperaturas, condições que resultam em elevada evaporação e flutuações do nível d’água de reservatórios utilizados para abastecimento. Assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar, em escala experimental, como as variações de volume de um reservatório eutrofizado do semiárido tropical afetam os processos de ressuspensão do sedimento pelo vento e a difusão molecular, bem como a sua influencia na liberação de fósforo do sedimento para a coluna d’água. Desse modo foi realizado um experimento em microcosmos utilizando água do reservatório Dourado e água deionizada simulando a interface sedimento-água dos reservatórios. Assim, para analisar o efeito da variação de volume foram introduzidos 150 g de sedimento inicialmente com 900 ml ou com 400mL de água de fundo do reservatório Dourado ou água deionizada, em béqueres de 1L. Logo, para analisar a difusão foi introduzida água do reservatório em alguns microcosmos e água deionizada em outros. Para a análise do comportamento de ressuspensão do sedimento foi realizada pelo equipamento do jar test. Os microcosmos tiveram dois eventos de agitação superficial da coluna de água, uma no dia 14 e outra no dia 28 do experimento, em que as forças das ondas de vento foram simuladas pela rotação de hélices induzindo assim à ressuspensão com um tempo de agitação de 2 minutos e uma rotação baixa ( 20 rpm) e uma rotação maior (40 rpm). Dessa forma, através de alíquotas coletadas e analisadas foi possivel a quantificação das concentrações de fósforo reativo solúvel e do fósforo dissolvido total liberados do sedimento para a coluna d’água nos microcosmos, e assim calcular a taxa de liberação de P do sedimento para a coluna d’água. Os valores das taxas de liberação de fósforo reativo solúvel nos microcosmos com volumes maiores variaram de (0,09 – 0,61 mg.m-2.dia-1) e nos microcosmos com volumes baixos foram entre (0,05 – 0,18 mg.m-2.dia-1 ) utilizando a água deionizada. Enquanto, as taxas de liberação de fósforo dissolvido total nos microcosmos com volumes maiores variaram de (0,93 – 1,31 mg.m-2.dia-1) e nos microcosmos com volumes baixos foram entre (0,23 – 0,26 mg.m-2.dia-1) utilizando a água deionizada. Os valores das taxas de liberação de fósforo reativo solúvel nos microcosmos com volumes maiores variaram de (0,15 – 0,22 mg.m-2.dia-1) e nos microcosmos com volumes baixos foram entre (0,01 – 0,04 mg.m-2.dia-1) utilizando a água do reservatório Dourado. Enquanto, o fósforo dissolvido total nos microcosmos com volumes maiores variaram de (0,79 – 1,05 mg.m-2.dia-1) e nos microcosmos com volumes baixos foram entre (0,16 – 0,28 mg.m-2.dia-1) utilizando a água do reservatório Dourado. A partir dos resultados foi observado que, a liberação de fósforo em água deionizada foi maior que em água do reservatório. Este estudo confirmou que através da difusão molecular, o fluxo ocorre do gradiente contendo maiores concentrações de fósforo como o sedimento, para a água sobrejacente sem fósforo, como a água deionizada. Além de que, a maior liberação de fósforo ocorreu nos microcosmos que possuíam volumes maiores que tiveram redução de volume, em relação aos microcosmos que possuíam volumes baixos, em que reduziram seus volumes até ficarem quase secos, como efeito da variação de volume, juntamente com as condições ambientais. Visto que, a variação de volume associada as condições ambientais de temperatura, pH e de oxigênio dissolvido podem contribuir para o aumento do fluxo de fósforo móvel do sedimento para a água natural do reservatório. Nesse contexto, a liberação de fósforo do sedimento eleva as concentrações na água, mantendo o estado eutrófico do reservatório.
Potencial de adsorção de fosfato por solos naturais em reservatórios do semiárido: uma abordagem em microcosmos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-20) Bezerra, Marina Maria de Melo; Becker, Vanessa; Silva, Fabiana Oliveira de Araújo; 05271617483; http://lattes.cnpq.br/2999389235108507; http://lattes.cnpq.br/9818644960402296; Silva, Hérika Cavalcante Dantas da; http://lattes.cnpq.br/7724097005059203; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; http://lattes.cnpq.br/4920511661069792
A eutrofização é uma das principais causas da deterioração da qualidade da água e o seu gerenciamento é de suma importância. Reduzir o aporte externo de nutrientes é essencial, mas muitas vezes não é suficiente devido ao processo de fertilização interna do sedimento. Nesse contexto, medidas de controle da eutrofização aplicadas nos ecossistemas aquáticos são necessárias para acelerar a recuperação. Dentre as técnicas de restauração utilizadas atualmente, encontra-se a remoção do fósforo reativo solúvel (FSR) através do uso de adsorventes de fase sólida, naturais ou modificados, uma das técnicas utilizadas na Geoengenharia. A aplicação da técnica em escala real pode ter alto custo dificultando a aplicação em países em desenvolvimento. Visando a redução do custo de aplicação, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial de adsorção de fosfato de dois adsorventes naturais provenientes do semiárido potiguar, Planossolo Háplico (PLA) e o Luvissolo Crômico (LUV), em água natural de reservatórios da mesma região. O potencial de adsorção foi avaliado através de testes de adsorção em água natural dos reservatórios Dourado e Gargalheiras, utilizando um gradiente de concentrações de fosfato de 0 até 100 mg L-1 . Com aplicação dos solos na água natural sem a adição de fosfato, tratamento que se aproxima da condição real de aplicação, a concentração de fosfato aumentou, ou seja, houve liberação. LUV obteve capacidades máximas de adsorção de 14,9 e 23,9 mg L-1 para, respectivamente, Dourado e Gargalheiras, enquanto PLA obteve capacidade máxima de adsorção de 16 e 17 mg L-1 . De acordo com as isotermas encontradas os valores de capacidade máxima de adsorção podem ser superestimados, visto que as isotermas não atingiram o equilíbrio. A máxima eficiência de remoção de fosfato ocorreu próximo a concentração inicial de 50 mg L-1 . A remoção de fosfato foi encontrada apenas nas concentrações elevadas de FSR, em comparação as condições naturais dos reservatórios do semiárido estudados. Sendo assim, os solos naturais do semiárido não obtiveram potenciais de adsorção adequados para a utilização na restauração dos ecossistemas eutrofizados da mesma região. Apesar das altas capacidades máximas de adsorção, as isotermas geradas não atingiram o equilíbrio, os valores encontrados para este parâmetro podem ter sido superestimados.
Potencial de sorção de fósforo por materiais adsorventes naturais do semiárido para controle de eutrofização
(2020-02-07) Brito, Fernanda Monicelli Câmara; Becker, Vanessa; Cunha, Karina Patricia Vieira da; ; ; ; Mucci, Maíra Nunes Teixeira; ; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de;
O gerenciamento da eutrofização pode ser feito através da geoengenharia, que manipula o ciclo biogeoquímico do fósforo, imobilizando-o através da sorção, que por sua vez é um processo que inclui principalmente a adsorção e a precipitação. Dentre os materiais utilizados pela geoengenharia pode-se usar materiais naturais que têm apresentado resultados promissores. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de sorção de fosfato de três adsorventes naturais, comparando com a bentonita modificada com lantânio (BML); testar o efeito do pH e das substâncias húmicas sobre a sorção de fosfato. Os adsorventes naturais testados foram: Luvissolo, Rejeito de Scheelita e Planossolo, e comparados com a BML, como adsorvente sintético. Foram feitas análises físicas, químicas e mineralógicas dos adsorventes e após isso testes de adsorção, sob pH 6, 8 e 10. O Luvissolo e Planossolo foram tratados para reduzir as substâncias húmicas. Os resultados foram colocados nos modelos de Langmuir e Freundlich. O pH da solução foi afetado pelo Rejeito, Planossolo e BML. Em termos de porcentagem de remoção de fosfato, o Rejeito e o Planossolo se saíram melhores, dentre os naturais, com valores em torno de 40 a 60% até 20 mg g-1 de PO4 3-. A isoterma de Langmuir se adequou a todos os adsorventes, enquanto a de Freundlich apenas aos naturais. O Rejeito foi o adsorvente natural que obteve uma maior capacidade máxima de adsorção (Q), 8,5mg g-1, seguido do Planossolo,7,8 mg g-1, ambos obtiveram valores maiores de Q em pH 8. Rejeito e Planossolo sob pH 10 e Luvissolo sob pH 10 e 8 não foram estatisticamente significativos. Com a redução de substâncias húmicas, o Planossolo passou a ter um Q de 24,1 mg g-1, o Luvissolo continuou não significativo. O potencial de sorção foi satisfatório nos adsorventes naturais, estando maior em pH 8 devido ao processo de precipitação que se mostrou mais expressivo do que a adsorção. O Rejeito e o Planossolo mostraram melhores potenciais de sorção dentre os naturais. A redução de substâncias húmicas potencializou o processo de sorção, principalmente no Planossolo. Os cátions do complexo sortivo (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, H+) e o tipo de argila dos materiais adsorventes foram características importantes para compreender o processo desorção de fosfato em materiais adsorventes naturais do semiárido.
Sediment phosphorus release in a tropical shallow lake under the presence of oxygen
(2019-04-29) Oliveira, Jéssica Papera de; Becker, Vanessa; Silva, Fabiana Oliveira de Araújo; ; ; ; Oliveira, José Neuciano Pinheiro de; ; Miranda, Marcela Aparecida Campos Neves;
Phosphorus (P) is a key nutrient in the eutrophication of freshwater and external nutrient sources are considered one of the main causes of P enrichment. To try and control eutrophication, external loading can be reduced. However, P accumulated in the sediment can be cycled back into the water, due to the process of internal loading. Not every form of P in the sediment is likely to be released into the water column, and its release from sediment is influenced by several factors, such as temperature, dissolved oxygen concentration, organisms, pH, and sediment resuspension. P release under anoxic conditions is largely discussed, but oxygen is not the only factor affecting P release. In this study, we evaluate the potential contribution of internal P loading to the eutrophication of Lake Extremoz, which is a well mixed shallow system that has been suffering increasing eutrophication. The quality of its water is relevant as it is used for human consumption. To evaluate internal loading, we have carried out an experiment utilising sediment with lake water, and sediment with deionised water, under conditions similar to the sediment-water interface over a 40-day period. We have also analysed P forms in the sediment per depth range, and before and after the experiment. The main P fraction in the sediment was refractory organic P, and the main mobile fraction was P bound to Fe and Al oxides. Less than half of the P in the sediment is in mobile P forms. During the experiment, temperature varied up to 3.2°C, what led to P release from sediment into the water column, regardless of the aerobic conditions. By the end of the experiment, the majority of the P in the water overlying the sediment was organic (P-Org). In the units that had lake water, P-Org represented 99.5% of the total P. And, in the units that had deionised water, P-Org represented 93.6% of total P. Most of the P flux into the water after the increase in temperature was composed by organic phosphorus. We also saw an increase in organic P forms in the sediment of the experiment. The increase in the temperature, followed by the changes in phosphorus concentrations in the water, mainly P-Org, suggest that the effects of temperature and microorganisms’ metabolism control P flux in the presence of oxygen.

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