Adição de policloreto de alumínio e remoção de peixes bentívoros como técnicas de restauração de lagos rasos do semiárido brasileiro

Eutrophication is the most common cause of water quality degradation in the world. This process occurs by excessive nutrients inputs, nitrogen and phosphorus, to the aquatic systems resulting in algal and cyanobacterial blooms. In shallow lakes these effects are pronounced due to the higher interaction of the lake with watershed, air and sediment. There are innumerous restoration techniques of eutrophied lakes with a range of successful results but there is only one case of successful lake restoration in Brazil: Paranoá Lake in Brasília city. The Brazilian semiarid region has many artificial lakes, named açudes, which are mostly eutrophic and shallow lakes. The eutrophication in these lakes is reported and the phytoplankton community is dominated by potentially toxic cyanobacteria species, mainly Cylindrospermopsis raciborskii. The aim of this thesis is to test techniques for water quality management which can be easily applied in Brazilian semiarid lakes. Results from a laboratory experiment suggest that the addition of a phosphorus sorbent clay associated with an aluminium based coagulant is an effective technique in removing soluble reactive phosphorus and reducing C. raciborskii growth rate – cyanobacteria potentially toxic dominant in reservoirs of Brazilian semiarid – but this effect is dependent on the biomass in the application moment. Results from a field experiment in mesocosm in a eutrophied lake showed that the addition of aluminium based coagulant and removal of benthivorous fish is more efficient in removing total phosphorus and chlorophyll-a from water column than the isolated application of one of the techniques. Lastly, laboratory tests showed that aluminium based coagulant exhibited good performance in removing turbidity and total phosphorus from water of six reservoirs but the efficiency was reduced by algal biomass and pH. The results of this study showed that the improvement in water quality of eutrophied reservoirs in semiarid region is possible through internal loading control by phosphorus precipitation and inactivation in sediments or inhibition of phosphorus release by benthivorous fishes, and also that these results show are additives in water quality improvement.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

A eutrofização é a causa mais comum de deterioração da qualidade da água no mundo. Este processo se dá pela entrada excessiva de nutrientes, nitrogênio e fósforo, nos corpos aquáticos causando florações de algas e cianobactérias. Em lagos rasos esses efeitos são mais complicados devido a uma maior interação do corpo aquático com o entorno, com o ar e o sedimento. Existem várias técnicas de restauração de lagos eutrofizados, com uma vasta gama de resultados bem sucedidos, mas no Brasil há apenas um único caso de restauração bem sucedida: o lago Paranoá em Brasília. A região semiárida brasileira possui milhares de lagos artificiais, regionalmente chamados de açudes, em sua maioria rasos e eutróficos. A eutrofização desses corpos aquáticos é documentada e o fitoplâncton desses ambientes é frequentemente dominado por cianobactérias potencialmente tóxicas. O principal objetivo desta tese de doutorado é testar diferentes técnicas de restauração da qualidade da água que possam ser facilmente aplicadas em lagos rasos do semiárido brasileiro. Resultados de um experimento em laboratório sugerem que a aplicação de argila adsorvente de fósforo associada a um coagulante à base de alumínio é uma técnica efetiva na remoção do fósforo reativo solúvel e na diminuição da taxa de crescimento da Cylindrospermopsis raciborskii, cianobactéria potencialmente tóxica que domina nos reservatórios do semiárido brasileiro, mas que esse efeito é dependente da biomassa no momento da aplicação da técnica. Os resultados de um experimento de campo realizado em mesocosmos num lago raso eutrofizado demonstraram que a aplicação de coagulante à base de alumnínio em conjunto com a da remoção de peixes bentívoros é mais eficiente na remoção de fósforo total e clorofila-a da coluna de água do que a aplicação isolada de apenas uma dessas técnicas. Por fim, testes de laboratório demostraram que o coagulante à base de alumínio apresentou um bom desempenho em remover turbidez e fósforo total em testes de bancada com água de seis reservatórios do semiárido, sendo a eficiência reduzida com o aumento da biomassa de clorofila e pH. Os resultados deste estudo mostram que é possível melhorar a qualidade da água de reservatórios eutrofizados no semiárido brasileiro através do controle da carga interna de nutrientes seja pela precipitação e inativação do fósforo no sedimento, como também pela inibição da liberação do fósforo no sedimento por peixes bioturbadores, e que os resultados são aditivos quando as técnicas são aplicadas em conjunto.