Artigo 16 ago, 2021

Poluição por nutrientes: causas e soluções

Em resumo

  • A poluição por nutrientes é uma das principais causas da floração de algas nocivas;
  • Os nutrientes herdados afetarão o crescimento das algas por muitos anos;
  • As soluções tecnológicas podem limitar o ingresso de nutrientes e manter os ecossistemas saudáveis.

Muitas dessas florações são desencadeadas pelo aumento da poluição por nutrientes. O grave aumento no fluxo de nutrientes das atividades industriais, urbanas e agrícolas acelera a eutrofização de lagos, riachos e águas costeiras.

As espécies de algas prejudiciais estão se adaptando rapidamente às crescentes cargas de nutrientes. O momento, a quantidade e as proporções dos nutrientes são os fatores críticos que contribuem para a proliferação de FANs. O desequilíbrio de nutrientes pode acelerar a toxicidade de diatomáceas e FANs cianobacterianas. Mudanças climáticas com condições ambientais e abióticas devido às atividades humanas, também favorecem o crescimento de algas.

Os principais nutrientes que afetam a saúde dos ecossistemas aquáticos são o nitrogênio (N) e o fósforo (P). Os ciclos biogeoquímicos naturais de nitrogênio e fósforo podem ser interrompidos pelo aumento dos efeitos causados ​​pelas mudanças climáticas.

As algas e as plantas aquáticas dependem desses nutrientes para seu crescimento. No entanto, quantidades excessivas de N e P desencadeiam FANs extremas.

Quais são as causas da poluição por nutrientes?

A produção global de P 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 P para os sistemas aquáticos triplicou, enquanto o de N dobrou.

A poluição por nutrientes pode ocorrer devido ao desenvolvimento da terra, agricultura, aquicultura e deposição de nutrientes na atmosfera. Estes fatores aumentam a quantidade, alteram as proporções e formas químicas dos nutrientes que causam as FANs.

A população humana crescente intensifica a produção de alimentos e o descarte de esgoto. Esses são os principais contribuintes para a poluição global por nutrientes. As atividades antropogênicas e as mudanças climáticas aceleram ainda mais a prevalência e o impacto das FANs.

As principais fontes de poluição por nutrientes incluem:

Agricultura
A produção agrícola utiliza fertilizantes químicos ou esterco animal, que contem N e P. Solos fertilizados e operações de gado liberam muitos nutrientes no ar e nos cursos de água.

Esgoto
Os sistemas de esgoto e sépticos municipais muitas vezes não conseguem remover o N e o P dos resíduos urbanos. Descargas de resíduos não tratados ou tratados de forma inadequada nos cursos de água pioram a poluição por nitrato e fósforo. Alguns detergentes usados ​​para limpeza e lavanderia podem conter nitrogênio e fósforo. Fertilizantes de jardim e resíduos biológicos inadequadamente descartados podem aumentar a poluição por nutrientes das águas.

Combustíveis fósseis
Amplamente utilizado para manufatura, transporte, geração de eletricidade e agricultura. Liberam quantidades sem precedentes de emissões de óxido de nitrogênio no ar. Uma grande parte polui nossos corpos d’água. Além disso, operações industriais, aviões, navios, veículos rodoviários e usinas de carvão são fontes significativas de poluição por nitrogênio.

Água de chuva
A chuva e o escoamento de neve de telhados, estradas e pavimentos também transportam nitrogênio e fósforo para as águas locais.

O nitrogênio também é o elemento mais abundante na composição do ar. As atividades humanas produzem um excedente significativo de nitrogênio na forma de óxidos de nitrogênio ou amônia. Ele acaba sendo depositado de volta na terra e levado para corpos d’água próximos.

A extensa deposição de N atmosférico leva à saturação de N nas bacias hidrográficas e à exportação de nitrato para riachos, lagos e estuários. Essa poluição elevada por nutrientes da água estimula a disseminação de FANs. Muita amônia e baixo pH criam zonas de água sem oxigênio, sufocando e intoxicando os organismos aquáticos.

Quais são os efeitos da poluição por nutrientes?

O enriquecimento da água com nutrientes aumenta o processo de eutrofização. Ele acelera o crescimento de algas e outras formas de vida aquática. Isso perturba o equilíbrio natural dos ecossistemas aquáticos e deteriora a qualidade da água.

O excesso de nutrientes pode alterar dramaticamente as cadeias alimentares em lagos, rios e ecossistemas costeiros. Dessa forma, esses sistemas são dominados pelo fitoplâncton. A produção de microalgas e macrófitas bentônicas diminui, afetando a sobrevivência dos peixes.

Em lagos, a eutrofização cria hipóxia e perda de biodiversidade devido à falta de oxigênio dissolvido. Além disso, promove a proliferação de FANs. A eutrofização de lagos aumenta ainda mais as emissões de gases de efeito estufa, metano e óxido nitroso, contribuindo para a mudança climática global.

Custos econômicos

As perdas econômicas causadas pela poluição por nutrientes e pela 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 suprimento de alimentos 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 cai, prejudicando a indústria hoteleira e turística.

Devido à complexidade e a diversidade dos efeitos da eutrofização é difícil obter uma estimativa exata de custo. A eutrofização das águas costeiras europeias causa um prejuízo estimado em mais de US $ 1 bilhão por ano. Para os Estados Unidos, a eutrofização de lagos e riachos custa mais de US $ 2,4 bilhões anualmente. Isso inclui a perda do valor da propriedade à beira de lagos (49%) e perdas para a recreação (24%). Os problemas de sabor e cheiro causados ​​pela eutrofização e o crescimento das FANs geram custos para a compra de água engarrafada (25%). Os custos de proteção das espécies ameaçadas foram estimados em 2% das perdas totais.

No entanto, outros fatores como os custos de tratamento da água para a remoção de toxinas de algas, além de problemas de sabor e cheiro, não foram incluídos. A falta de controle de algas em reservatórios de água potável e a “zona morta” com baixos níveis de oxigênio resultam em consideráveis ​​perdas para a saúde pública e  para a vida selvagem.

Quais são as soluções para a poluição por nutrientes?

Para combater à eutrofização é necessária uma combinação de controle abrangente e medidas preventivas. Governos, empresas e indivíduos devem tomar ações urgentes para reduzir a poluição por nutrientes. As principais estratégias envolvem o controle de fontes de poluentes (por nutrientes) e a restauração de ecossistemas danificados.

Controlando o fluxo de nutrientes

Os governos concentram seus esforços principalmente no controle da poluição de fontes pontuais. Para os países desenvolvidos, esse método têm se mostrado eficiente. Algumas estratégias eficientes são banir o P dos detergentes para a roupa e removê-lo do efluente de esgoto. No entanto, os países em desenvolvimento têm pouca ou nenhuma tecnologia de remoção de nutrientes.

A fonte pontual de P também está associada às operações de minas, fábricas e várias outras atividades urbanas. Essas fontes são muito mais difíceis de controlar. Mesmo após décadas de esforços na redução do ingresso de nutrientes, muitos corpos d’água ainda sofrem de eutrofização.

A qualidade da água permanece muito baixa e a floração de algas continua ocorrendo. Isso se deve ao carregamento não pontual de nutrientes e à deposição atmosférica. Controlar a poluição de fontes difusas como a agricultura é muito mais desafiador. A principal dificuldade é que as fontes são muito diversas e dispersas. A gestão do uso da terra, a gestão da paisagem e as práticas de gestão da água devem ser atualizadas. Essas soluções devem se concentrar na redução do escoamento e das perdas de nutrientes por meio da lixiviação.

As empresas podem reduzir a poluição por nutrientes gerenciando e reduzindo suas emissões no ar e na água. Investir em eficiência energética e mudar para fontes de energia renováveis ​​ajuda a reduzir a poluição de combustíveis fósseis. O manejo da fazenda, do campo e da captação pode ajudar a reduzir o escoamento de nutrientes para os corpos d’água. Os agricultores podem reduzir o uso de fertilizantes e minimizar as perdas de nutrientes de suas atividades por meio de práticas sustentáveis ​​de gestão de nutrientes.

Isso envolve a aplicação estrita de fertilizantes e esterco no momento ideal. A escolha do método mais seguro e do posicionamento preciso são fatores críticos. O plantio zonas de amortecimento e a garantia de cobertura do solo durante todo o ano ajudam a prevenir a erosão do solo agrícola e a reduzir as perdas de nutrientes nos cursos de água.

As pessoas individualmente também podem contribuir. Por exemplo, escolhendo detergentes de limpeza e de roupa, sabonetes e xampus sem fosfato. Economizar energia em casa ajuda a minimizar a poluição de nutrientes no ar por combustíveis fósseis. Isso inclui o uso de equipamentos domésticos com baixo consumo de energia e projetos de construção ecologicamente corretos.

Aviões, ônibus, carros e caminhões produzem emissões significativas de óxido de nitrogênio. Portanto, é essencial diminuir o tráfego, mudando para meios de transporte mais sustentáveis.

Como restaurar ecossistemas aquáticos?

Estudos mostram que o controle de fontes externas de nutrientes nem sempre diminui as cargas de nutrientes, ocorrendo floração de algas em corpos d’água da mesma maneira. Os lagos parecem ter uma resposta lenta às intervenções para controlar os nutrientes. Isso ocorre porque estes permanecem nos depósitos por um longo tempo. Eles reabastecem a floração de algas e desencadeiam mais eutrofização.

A restauração de ecossistemas inclui a reabilitação de ecossistemas aquáticos danificados, recuperando as funções e propriedades biológicas, físicas e químicas dos corpos d’água. As estratégias de reabilitação e restauração de lagos visam reduzir o P da água. Uma abordagem comum é capturar e remover P do sistema e para isso usam métodos físico-químicos, como dosagem de ferro com adição de sulfato férrico, por exemplo.

Métodos físico-mecânicos como lavagem e dragagem do solo de depósitos podem ajudar a reduzir as concentrações de P. No entanto, esses métodos podem afetar o equilíbrio natural dos ecossistemas aquáticos. Essas soluções são apenas temporárias e uma vez que são interrompidas, os níveis voltam aos valores anteriores.

Um método de restauração mais eficiente seria controlar o crescimento de algas, evitando maior acúmulo de nutrientes nos depósitos. Os principais métodos de controle de algas incluem controle químico, aeração, mistura e ultrassom. A tecnologia ultrassônica de controle de algas é considerada a solução mais segura e ecologicamente correta para a eutrofização. É segura para peixes, plantas e outros organismos aquáticos e pode ser usada para lagos e reservatórios de água potável.