O que é poluição por nutrientes?
De acordo com a NOAA, a poluição por nutrientes ocorre quando uma quantidade excessiva de nutrientes, principalmente nitrogênio (N) e fósforo (P), flui para corpos d’água e age como fertilizantes, causando o crescimento excessivo de algas. Esse fenômeno também é conhecido como eutrofização.
Muitas proliferações de algas nocivas (HABs), ou HABs cianobacterianas, são resultado do aumento da poluição por nutrientes provenientes de fontes pontuais e difusas. O aumento dramático no fluxo de nutrientes provenientes de atividades industriais, urbanas e agrícolas acelera a eutrofização de lagos, rios e águas costeiras.
As espécies de algas nocivas estão se adaptando rapidamente às crescentes cargas de nutrientes. O momento, a quantidade e as proporções dos nutrientes são os critérios críticos que contribuem para a proliferação das HABs. O desequilíbrio nos nutrientes acelera a toxicidade das diatomáceas e das HABs cianobactérias. As mudanças climáticas com condições ambientais e abióticas devido às atividades humanas também alimentam o crescimento e a disseminação das algas.
Os principais nutrientes que afetam a saúde dos ecossistemas aquáticos são o nitrogênio e o fósforo. Os ciclos biogeoquímicos naturais do nitrogênio e do fósforo podem ser interrompidos pelos efeitos crescentes causados pelas mudanças climáticas. As algas e as plantas aquáticas dependem desses nutrientes para crescer. Nitrogênio e fósforo em quantidade suficiente sustentam a vegetação aquática e fornecem alimento para os animais aquáticos, ajudando a manter ecossistemas aquáticos saudáveis. No entanto, quantidades excessivas de N e P provocam HABs extremas e levam a problemas ambientais.
O que causa a eutrofização?
A produção global de fósforo aumentou 18 vezes desde a década de 1940. Enquanto isso, a produção de N cresceu mais de seis vezes. Estima-se que o fluxo anual de fósforo que entra nos sistemas aquáticos triplicou, enquanto o nitrogênio total dobrou. O monitoramento do nitrogênio total e do fósforo total nos corpos d’água é importante para definir critérios numéricos eficazes e padrões de qualidade da água para controlar a poluição por esses dois nutrientes.
A poluição por nutrientes pode ocorrer devido ao desenvolvimento da terra, agricultura, aquicultura e deposição atmosférica de nutrientes. Essas fontes primárias aumentam a quantidade, alteram as proporções e as formas químicas dos nutrientes e promovem a proliferação de algas nocivas. A poluição de fontes difusas, como o escoamento de campos agrícolas, o escoamento de águas pluviais e a deposição atmosférica, são contribuintes especialmente significativos para os níveis elevados de nutrientes em rios e córregos.
O crescimento da população humana intensifica a produção de alimentos e o descarte de águas residuais de estações de tratamento de águas residuais e fossas sépticas. Esses são os principais contribuintes para a poluição global por nutrientes. As principais fontes de poluição por nutrientes incluem agricultura, águas residuais, combustíveis fósseis e escoamento de águas pluviais.
Principais fontes que causam a poluição por nutrientes
Agricultura A produção agrícola envolve a aplicação de fertilizantes químicos ou de esterco animal contendo nitrogênio e fósforo. Os solos fertilizados e as operações pecuárias liberam muitos nutrientes no ar e nos cursos d’água, tornando a agricultura uma importante fonte de cargas excessivas de nitrogênio e fósforo.
Águas residuais Os sistemas municipais de esgoto e fossas sépticas muitas vezes não conseguem remover o nitrogênio e o fósforo dos resíduos urbanos. As descargas de resíduos não tratados ou tratados de forma inadequada nos cursos d’água aumentam a poluição por nitrato e fósforo. Alguns detergentes usados para limpeza e lavagem de roupas contêm nitrogênio e fósforo. Fertilizantes de jardim e resíduos biológicos descartados de forma inadequada também contribuem para a poluição por nutrientes.
Combustíveis fósseis Amplamente utilizados na manufatura, transporte, geração de eletricidade e agricultura. Liberam quantidades sem precedentes de emissões de óxido de nitrogênio no ar. Grande parte disso polui nossos corpos d’água. Além disso, operações industriais, aviões, navios, veículos rodoviários e usinas de energia a carvão são fontes significativas de poluição por nitrogênio.
Escoamento de águas pluviais O escoamento da chuva e da neve dos telhados, estradas e pavimentos também transporta nitrogênio e fósforo para as águas locais. Fontes urbanas, como o escoamento das cidades, são contribuintes significativos para a poluição por nutrientes. Quando a precipitação cai durante o tempo chuvoso, ela gera escoamento que transporta nitrogênio e fósforo para os cursos de água.
Quais são os efeitos da poluição por nutrientes e da proliferação de algas nocivas?
O enriquecimento da água com nutrientes causado pelo homem contribui para o processo de eutrofização, um grande problema ambiental desafiador. Ele acelera o crescimento de algas e outras formas de vida aquática, perturbando o equilíbrio natural dos ecossistemas aquáticos e deteriorando a qualidade da água. Esse excesso de poluição por nutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo, altera drasticamente as cadeias alimentares em lagos, rios e ecossistemas costeiros.
As mudanças no crescimento das algas afetam os recursos alimentares para peixes, mariscos e outros organismos aquáticos, afetando a pesca comercial e a vida aquática. Manter níveis equilibrados de nutrientes é essencial para apoiar a vida aquática e evitar o colapso do ecossistema. Como resultado, esses sistemas passam a ser dominados pelo fitoplâncton, enquanto a produção de microalgas bentônicas e macrófitas diminui, o que pode ser crítico para a sobrevivência dos peixes.
Nos lagos, a eutrofização cria hipoxia e perda de biodiversidade devido ao baixo nível de oxigênio dissolvido, uma condição abordada pelas cargas diárias máximas totais (TMDLs) para limitar a entrada de nutrientes. Ela também promove a proliferação de flores de algas nocivas (HABs). As toxinas produzidas pelas HABs podem ameaçar a saúde humana, contaminando a água potável e causando doenças. A eutrofização dos lagos aumenta ainda mais as emissões de gases de efeito estufa, metano e óxido nitroso, contribuindo para as mudanças climáticas globais e impactando o meio ambiente.
Custos econômicos
As perdas econômicas resultantes da poluição por nutrientes e da eutrofização são avassaladoras. A eutrofização aumenta os custos da purificação da água para uso municipal e industrial. A perda de peixes e animais selvagens pode comprometer o abastecimento alimentar para pessoas e animais. Algas tóxicas e “zonas mortas” causam perdas de centenas de milhões de dólares para a indústria da aquicultura. O valor recreativo dos corpos d’água diminui, prejudicando a indústria da hospitalidade e do turismo.
A complexidade e diversidade dos efeitos da eutrofização tornam difícil obter uma estimativa precisa dos custos. A eutrofização das águas costeiras europeias é estimada em mais de US$ 1 bilhão por ano. Nos Estados Unidos, a eutrofização de lagos e rios custa mais de US$ 2,4 bilhões anualmente. Isso inclui a perda do valor das propriedades à beira do lago (49%) e perdas com recreação (24%). Os problemas de sabor e odor causados pela eutrofização e pelo crescimento de HABs levam a custos com a compra de água engarrafada (25%).
Os custos com a proteção de espécies ameaçadas de extinção foram estimados em 2% das perdas totais. A falta de controle de algas em reservatórios de água potável e a “zona morta” com baixos níveis de oxigênio resultam em perdas consideráveis para a saúde pública e a vida selvagem, destacando a necessidade de lidar com a poluição por nutrientes por meio de padrões eficazes de nutrientes e programas de gestão.
Quais são as soluções para reduzir a poluição por nutrientes?
O combate à eutrofização requer uma combinação de medidas abrangentes de controle e prevenção. Governos, empresas e indivíduos devem tomar medidas urgentes para reduzir a poluição por nutrientes e lidar com ela de forma eficaz. As principais estratégias envolvem o controle das fontes de poluentes nutrientes e a restauração dos ecossistemas danificados. Soluções eficazes devem abordar mais nutrientes, especificamente a poluição por nitrogênio e fósforo, para alcançar melhorias duradouras na qualidade da água e nos ecossistemas aquáticos.
Controlando o fluxo de nutrientes
Os governos concentram seus esforços principalmente no controle da poluição proveniente de fontes pontuais. Os esforços para controlar fontes pontuais têm se mostrado bem-sucedidos nos países desenvolvidos. Proibir o fósforo em detergentes para roupas e removê-lo dos efluentes de esgoto são estratégias de controle eficientes. No entanto, os países em desenvolvimento têm tecnologias mínimas ou inexistentes para a remoção de nutrientes.
A qualidade da água continua muito baixa e a proliferação de algas nocivas continua a ocorrer. Isso se deve à carga de poluição difusa de nutrientes e à deposição atmosférica. Controlar a poluição difusa de fontes como a agricultura é muito mais desafiador. A principal dificuldade é que as fontes são muito diversas e dispersas. As práticas de gestão do uso da terra, gestão da paisagem e gestão da água devem ser aprimoradas para reduzir o escoamento de nutrientes e as perdas de nutrientes por lixiviação. Os indivíduos também podem contribuir. Por exemplo, escolher detergentes de limpeza e lavanderia, sabonetes e xampus sem fosfato ajuda a reduzir a poluição por nutrientes. Conservar energia em casa ajuda a minimizar a poluição atmosférica por nutrientes proveniente de combustíveis fósseis. Isso inclui o uso de equipamentos domésticos com eficiência energética e projetos de construção ecológicos.
Envolvimento da comunidade no combate à poluição por nutrientes
O envolvimento da comunidade é essencial para reduzir a poluição por nutrientes e proteger a saúde dos ecossistemas aquáticos e das comunidades humanas. A Agência de Proteção Ambiental (EPA) de Silver Spring ressalta o papel crítico que as ações locais desempenham no combate ao excesso de nutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo, que ameaçam os corpos d’água em todo o país. Quando as comunidades se unem, elas podem reduzir significativamente o escoamento de nutrientes, prevenir a proliferação de algas nocivas e proteger a qualidade da água dos cursos d’água locais.
Uma das maneiras mais eficazes de as comunidades fazerem a diferença é participando de iniciativas regionais, como o Chesapeake Bay Program. Esse esforço colaborativo reúne residentes, governos locais e organizações para reduzir a poluição por nitrogênio e fósforo na Baía de Chesapeake, um dos recursos aquáticos mais importantes do país. Apoiar melhorias nas instalações de tratamento de águas residuais é outra medida impactante, pois essas instalações são responsáveis pelo tratamento de grandes quantidades de resíduos humanos e podem reduzir significativamente a descarga de nutrientes em rios, lagos e águas costeiras.
Ações individuais para reduzir a poluição por nutrientes
Em nível individual, descartar adequadamente os resíduos de animais de estimação e escolher produtos de limpeza domésticos ecológicos também ajuda a evitar que o escoamento de nutrientes e a poluição por fósforo entrem nos corpos d’água. Além disso, a manutenção de fossas sépticas para que funcionem corretamente é crucial para evitar vazamentos de nitrogênio e fósforo nas águas subterrâneas e superficiais.
Plantar vegetação ao longo dos cursos d’água, apoiar a restauração de zonas úmidas e promover práticas sustentáveis de jardinagem ajudam a absorver o excesso de nutrientes e reduzir o escoamento. Em áreas urbanas, a instalação de infraestruturas verdes, como jardins de chuva e pavimentos permeáveis, pode limitar ainda mais a poluição por nutrientes proveniente das águas pluviais. O Serviço Nacional Oceânico e a Agência de Proteção Ambiental fornecem recursos valiosos e fichas informativas para ajudar as comunidades a compreender as fontes de poluição por nutrientes, incluindo combustíveis fósseis, áreas urbanas e atividades agrícolas, e a desenvolver estratégias eficazes para reduzir as cargas de nutrientes através do comércio de nutrientes e outras abordagens.
Como restaurar os ecossistemas aquáticos?
Estudos mostram que o controle de fontes externas de nutrientes nem sempre diminui as cargas de nutrientes e, portanto, a proliferação de algas nocivas em corpos d’água. Os lagos parecem responder lentamente às intervenções de controle de nutrientes. Isso ocorre porque o excesso de nutrientes permanece em depósitos por um longo prazo. Eles reabastecem a proliferação de algas e desencadeiam mais eutrofização, agravando a poluição da água. A restauração do ecossistema inclui a reabilitação de ecossistemas aquáticos danificados. As funções e propriedades biológicas, físicas e químicas dos corpos d’água são então recuperadas. As estratégias de reabilitação e restauração de lagos visam reduzir a poluição por fósforo da água. Uma abordagem comum é capturar e remover o fósforo do sistema. Métodos físico-químicos, como a dosagem de ferro, podem alcançar esse objetivo. Isso envolve a adição de sulfato férrico.
Métodos físico-mecânicos, como a lavagem e a dragagem de depósitos no fundo, podem ajudar a reduzir as concentrações de fósforo. No entanto, esses métodos podem perturbar o equilíbrio natural dos ecossistemas aquáticos. Essas soluções são temporárias. Assim que a intervenção é interrompida, os níveis voltam ao valor anterior. Um método de restauração mais eficiente controla o crescimento de algas, impedindo o acúmulo adicional de nutrientes nos depósitos. Os principais métodos de controle de algas incluem controle químico, aeração, mistura e ultrassom. A tecnologia de controle de algas por ultrassom é considerada a solução mais segura e ecológica para a eutrofização. É segura para peixes, plantas e outros organismos aquáticos e pode ser usada em lagos e reservatórios de água potável.