Eutrofização: processo, causas, consequências, soluções - Ciência - 2023

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o eutrofização é um excesso de nutrientes aportado em um corpo d'água, gerando uma explosão populacional de algas, cianobactérias e plantas aquáticas. Esse fenômeno, por sua vez, causa a diminuição do oxigênio dissolvido na água e, portanto, afeta a vida subaquática.

O oxigênio dissolvido diminui devido à fotossíntese reduzida por algas e plantas submersas. Isso ocorre tanto pelo bloqueio da luz solar devido à proliferação das plantas na superfície, quanto pelo maior consumo de oxigênio por essas populações.

A eutrofização pode ocorrer devido a causas naturais quando o tamanho ou fluxo de um corpo d'água é reduzido ou chuvas excepcionais que carregam cargas nutricionais para os corpos d'água. No entanto, na maioria dos casos, a eutrofização ocorre por causas geradas pelo homem (antrópicas).

O problema da eutrofização está crescendo em todo o mundo e mais da metade dos lagos do mundo sofrem com isso em algum nível. Da mesma forma, as zonas mortas nos mares proliferam devido à ocorrência desse fenômeno, identificando mais de 700 delas.

Processo deeutrofização

A eutrofização começa com a contribuição para a água de quantidades incomuns de nutrientes, especialmente nitrogênio (N) e fósforo (P). Essas contribuições podem vir de fontes naturais e humanas (antrópicas), mas em qualquer caso são o produto e a causa de um desequilíbrio ecológico.

Os organismos favorecidos

A ingestão excepcional de nutrientes essenciais para o crescimento das plantas favorece o desenvolvimento de plantas aquáticas invasivas e algas. Pode ser tanto fitoplâncton quanto macroalgas e também ocorre proliferação de cianobactérias.

Esses organismos apresentam altas taxas reprodutivas e crescimento rápido, portanto, com nutrientes suficientes, apresentam vantagens competitivas. Eles crescem na superfície da massa de água e cobrem toda a superfície.

A luz

As algas flutuantes e as plantas aquáticas que cobrem a superfície evitam que a luz solar penetre nas camadas inferiores da água. Por causa disso, as algas e plantas submersas não podem fotossintetizar e começam a morrer.

Oxigênio dissolvido

O bloqueio da fotossíntese subaquática por essa proliferação superficial da massa vegetal também implica na diminuição do oxigênio dissolvido na água. Além disso, outras fontes de oxigênio dissolvido, como a troca com a atmosfera, são limitadas devido ao bloqueio exercido pela massa vegetal superficial.

Demanda de oxigênio

Abaixo da superfície, a atividade de organismos em decomposição, especialmente bactérias e arquéias, aumenta. Isso implica um aumento da demanda de oxigênio dissolvido, que é reduzida.

O aumento da atividade de decomposição é consequência do maior suprimento de matéria orgânica em decorrência da explosão populacional da superfície. O aumento da morte de organismos subaquáticos também influencia.

A contribuição interna de matéria orgânica e a externa por efluentes contaminados requer mais oxigênio para sua estabilização bioquímica (Demanda Bioquímica de Oxigênio). Quando o oxigênio é escasso, a matéria orgânica semi-decomposta se acumula, todo o ecossistema entra em crise e a vida desaparece.

Causas

A eutrofização é causada por um suprimento de nutrientes superior ao equilíbrio normal do ecossistema. O que pode acontecer por causas naturais e artificiais, embora as primeiras sejam raras.

- Causas naturais

Em alto mar

As correntes profundas de água fria podem causar explosões populacionais de fitoplâncton, atraindo nutrientes do fundo do oceano para a superfície (ressurgência). Da mesma forma, o florescimento ou florescimento de algas são fenômenos naturais causados por diversos fatores que favorecem o crescimento do fitoplâncton.

Em tais condições favoráveis, ocorrem aumentos populacionais incomuns de dinoflagelados e diatomáceas. Algumas espécies de microalgas são inofensivas e benéficas, mas outras são algas tóxicas, como os dinoflagelados do gênero Alexandrium.

Essa toxicidade se deve à emissão por microalgas de toxinas como saxitoxina, ciguatoxina e gonyatoxinas.

Em água doce

Os rios em sua derivação ao longo do canal geram meandros ou curvas marcadas, que às vezes permanecem isoladas. Dessa forma, são produzidas lagoas em ferradura, que são alimentadas pela água da chuva, escoamento ou transbordamentos periódicos dos rios.

Nestes reservatórios de água há maior concentração de nutrientes do que no rio, pois não há escoamento. Portanto, fenômenos naturais de eutrofização ocorrem com a proliferação de algas e vegetação aquática.

- Causas antrópicas

A causa mais importante da eutrofização hoje é a contaminação de corpos d'água por atividades humanas. Principalmente esgoto sem tratamento adequado e poluição difusa da agricultura, que é a mais importante no mundo.

Fertilizantes e pesticidas

Os fertilizantes químicos consistem em compostos especialmente formulados para fornecer nutrientes essenciais para o crescimento das plantas. A principal fórmula do fertilizante inclui nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K).

Em sistemas agrícolas, a aplicação desses produtos é ineficiente, de modo que cerca de 60% é levado pela água de escoamento. Esses nutrientes acabam em corpos d'água como rios ou finalmente lagos e oceanos, transportados pela água de escoamento.

Efluentes urbanos

O esgoto de residências, escritórios e fábricas fornece uma grande quantidade de matéria orgânica e substâncias inorgânicas que promovem a eutrofização. O esgoto doméstico carrega uma grande carga de matéria orgânica que, se não tratada, chega aos corpos d'água.

Os sabões e detergentes usados na higiene pessoal, doméstica e outras instalações, também incluem fosfatos e nitratos.

Chuva ácida

As indústrias emitem gases contendo óxidos de nitrogênio entre outros compostos para a atmosfera. Esses gases, ao reagir com o vapor d'água, produzem ácidos que se precipitam e atingem corpos d'água.

Esses compostos são fontes adicionais de nitratos que são um dos principais nutrientes que promovem o crescimento das plantas.

O aquecimento global

O aumento das temperaturas globais favorece a eutrofização, pois as águas quentes promovem a proliferação de algas e plantas aquáticas. Por outro lado, a quantidade de oxigênio dissolvido diminui em proporção ao aumento da temperatura da água.

- Fatores contribuintes

Outros fatores contribuem para o desenvolvimento da eutrofização, incluindo a falta de mobilidade da água, pouca profundidade, baixo fluxo e altas temperaturas da água. Quanto menos água houver no ecossistema aquático ou quanto mais lenta for sua taxa de renovação, mais rápido ele atinge a saturação de nutrientes.

Consequências

A eutrofização é um problema sério que afeta principalmente os ecossistemas de água doce, mas também ocorre em ecossistemas marinhos. Em todo o mundo, cerca de metade dos lagos apresentam algum nível de eutrofização e muitos rios e áreas costeiras apresentam áreas mortas devido a essa causa.

- O desaparecimento da vida no ecossistema

A principal consequência da eutrofização é a diminuição da biodiversidade no ecossistema e, finalmente, o desaparecimento da vida aquática.Nos estágios iniciais, o excesso de nutrientes favorece a proliferação de organismos invasores que apresentam rápido crescimento e reprodução nessas condições.

Na medida em que essas espécies predominam, elas deslocam o restante das espécies do ecossistema, diminuindo sua diversidade biológica. À medida que a eutrofização prossegue, as condições subaquáticas tornam-se desfavoráveis à vida e os organismos morrem.

Desse modo, desaparecem peixes, algas e plantas submersos, assim como outros organismos aquáticos, devido à falta de oxigênio e luz. O destino final, se a eutrofização continuar, é o desaparecimento quase total da vida aquática.

Gases tóxicos

A atividade das bactérias anaeróbias produz gases tóxicos como o sulfeto de hidrogênio, causando grandes mortes de organismos aquáticos.

Impacto em toda a área

O impacto se estende aos ecossistemas terrestres, uma vez que os seres vivos que dependem do corpo d'água também morrem ou migram. Isso se deve tanto à perda da fonte de alimento quanto à degradação da qualidade da água potável.

- Diminuição da produção de alimentos

Em áreas eutrofizadas, a produção de alimentos diminui à medida que a pesca diminui, porque os primeiros organismos afetados são os peixes. Estes, no caso dos rios e mares, são forçados a deixar a área, enquanto nos lagos acabam desaparecendo.

- Perda de fontes de água potável

A água potável deve atender às condições de qualidade, incluindo nível de oxigênio dissolvido, pH e ausência de impurezas orgânicas e inorgânicas. Quando ocorre a eutrofização, a água no ecossistema reduz seu conteúdo de oxigênio dissolvido e acumula grandes quantidades de matéria orgânica em decomposição.

Este, por sua vez, é prejudicial à saúde e provoca odores ruins e alterações de cor, incompatíveis com seu uso como água potável. O pH da água é alterado, tornando-se mais ácido devido à presença de ácidos orgânicos.

Condições saudáveis

A saúde pública pode ser afetada pelo consumo de água não potável de corpos d'água eutróficos. Além disso, a proliferação de certas microalgas contribui com toxinas para a água e os organismos que a consomem.

Da mesma forma, o aumento de bactérias anaeróbias gera a emissão de gases tóxicos, como sulfeto de hidrogênio e metano.

- Diminuição da atividade turística

Os ecossistemas aquáticos são importantes pólos de atração turística, gerando fontes de trabalho e desenvolvimento local. Esses benefícios são ameaçados pela eutrofização, uma vez que afeta tanto a biodiversidade quanto os valores da paisagem da área.

- Perdas econômicas

Como consequência de tudo isso, a eutrofização leva a grandes perdas econômicas em termos de diminuição da pesca, da receita do turismo e do uso da água.

Soluções

As soluções para o problema da eutrofização devem ser abordadas na perspectiva da prevenção do fenômeno e de sua remediação.

- Prevenção

O ponto de partida para a prevenção da eutrofização é a conscientização do cidadão sobre sua existência, causas e consequências. Desta forma, os cidadãos podem fazer lobby para que as medidas necessárias sejam adotadas.

Evite a contaminação da água

A solução básica para o problema da eutrofização por causas antrópicas é a redução da poluição da água. Para isso, é necessário implantar o tratamento adequado do esgoto doméstico e industrial antes de seu lançamento em corpos d'água.

Também é necessário controlar outras fontes indiretas de poluição da água, como as emissões de gases que geram chuva ácida.

Novo modelo agrícola e pecuário

A poluição das águas por atividades agrícolas e pecuárias é difusa, ou seja, as fontes poluentes não podem ser identificadas com exatidão. De modo que a solução para o problema da contribuição de poluentes por essas atividades seja a mudança dos esquemas tecnológicos de produção.

A agricultura exige menos insumos, especialmente fertilizantes e herbicidas, compostos que contribuem com nitritos e fosfatos para a água. Assim, os sistemas agrícolas com circulação fechada de nutrientes, como a hidroponia, são menos poluentes em termos de contribuições para os ecossistemas.

Também é necessária atenção ao gerenciamento de resíduos orgânicos, coleta e tratamento de esgoto em sistemas de produção animal.

- Remediação

Uma vez que o processo de eutrofização de um corpo d'água está em andamento, existem várias alternativas para remediar o problema.

Extração da massa vegetal

Dada a proliferação de plantas aquáticas flutuantes, como lenna (Lennaceae), bora (Eichhornia Crassipes) ou outros, é viável implementar programas de coleta. Isso consiste em remover massivamente as plantas da superfície do corpo d'água usando maias de arrasto.

Purificação da água

Em casos graves de contaminação, a água pode passar por tratamentos de purificação, recirculando do corpo d'água para as estações de tratamento.

Controle biológico

Existem alguns organismos que consomem as algas e plantas aquáticas que proliferam na eutrofização. Têm sido utilizados protistas heterotróficos do pastejo, ou seja, consomem microalgas para reduzir as populações que proliferam na eutrofização.

O fungo também tem sido usadoCercospora piaropi para o controle de Eichhornia Crassipes, uma angiosperma flutuante que se prolifera em condições eutróficas.

Controle químico

Provocar a floculação e precipitação de microalgas é uma alternativa, principalmente em casos de proliferação de algas tóxicas. Isso é obtido pela adição de produtos como hipoclorito de sódio (NaOCl), argilas (caulinita) ou combinações como cloreto de polialumínio com bentonita. Esses produtos atraem e aderem às microalgas, formando flocos ou massas que precipitam para o fundo.

Exemplos de áreas com eutrofização

- Zonas ou áreas mortas marinhas

O Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente indica a existência de mais de 700 áreas mortas nos oceanos do mundo. Essas zonas mortas são devidas a uma baixa concentração de oxigênio dissolvido devido à eutrofização e sua área estimada é superior a 240.000 km².

A Zona Morta do Golfo do México

Uma das zonas mortas marinhas mais extensas do mundo é a chamada Zona Morta do Golfo do México. São mais de 20.700 km² de mar que sofrem graves problemas de eutrofização, com a proliferação de macro e microalgas flutuantes.

A causa central da eutrofização desta área são as águas poluídas do rio Mississippi, que tem sua foz no Golfo. O Mississippi atravessa grande parte da zona agrícola da América do Norte, sendo uma bacia hidrográfica com alta carga de poluentes agrícolas.

- Mar Negro

Neste mar interior localizado entre a Europa e a Ásia, um aumento na proliferação de algas foi relatado desde a década de 1970. Isso resultou no declínio das populações de espécies de águas rasas.

De acordo com informações da Agência Europeia do Ambiente, os fenómenos hipóxicos e anóxicos ocorrem todos os verões devido à actividade das algas. Tudo isso devido à eutrofização por nutrientes fornecidos pelas atividades agrícolas e industriais da bacia deste mar.

Sensibilidade à eutrofização

Por ser um mar interior cuja única conexão oceânica indireta é o canal do Bósforo, a renovação das águas é muito lenta. Isso, somado aos altos níveis de contaminação das bacias que o alimentam, o torna especialmente suscetível à eutrofização.

Na verdade, as concentrações médias de nitratos e fosfatos aumentaram 18 vezes de 1960 a 1992. As maiores contribuições de poluentes vêm das bacias dos rios Danúbio, Dnieper e Dniester.

- O lago de Valência

Este lago, também denominado lago Los Tacariguas, está localizado no centro-norte da Venezuela com uma área de 344 km². Forma uma bacia endorreica, ou seja, fechada, de 3.140 km². Muitos de seus afluentes passam por cidades do centro do país, como Valência e Maracay, com grandes populações e zonas industriais.

A maior parte das águas residuais urbanas e industriais é despejada em rios convertidos em canais de drenagem sem tratamento adequado. Isso resultou em enormes quantidades de poluentes, incluindo nutrientes orgânicos e inorgânicos, que se acumularam ao longo de décadas.

Desde 1974, as concentrações de nitrogênio dobraram e o fósforo triplicou no lago. Situando-se acima do admitido em 146% para o nitrogênio e 250% para o fósforo. Tudo isso causou um extenso fenômeno de eutrofização que já está bem avançado.

Referências

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