TCC---Sara-Raquel

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
LIBERAÇÃO DE FÓSFORO DO SEDIMENTO NO RESERVATÓRIO 
DOURADO-RN APÓS REINUNDAÇÃO 
 
 
 
 
SARA RAQUEL LAURENTINO BARBOSA DE LIMA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NATAL 
2019 
 
 
 
SARA RAQUEL LAURENTINO BARBOSA DE LIMA 
 
 
 
 
 
 
 
LIBERAÇÃO DE FÓSFORO DO SEDIMENTO NO RESERVATÓRIO 
DOURADO-RN APÓS REINUNDAÇÃO 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado à Universidade Federal do 
Rio Grande do Norte como parte dos 
requisitos para obtenção do grau de 
Engenheira Ambiental. 
 
Orientadora: Dra. Fabiana Araújo 
 
Coorientadora: Profª. Dra. Vanessa 
Becker 
 
 
 
 
 
 
 
NATAL 
2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN 
Sistema de Bibliotecas - SISBI 
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede 
 
 Lima, Sara Raquel Laurentino Barbosa de. 
 Liberação de fósforo do sedimento no Reservatório Dourado-RN 
após reinundação / Sara Raquel Laurentino Barbosa de Lima. - 
2019. 
 21f.: il. 
 
 Monografia (Graduação)-Universidade Federal do Rio Grande do 
Norte, Centro de Tecnologia, Departamento de engenharia civil, 
Curso de Engenharia Ambiental, Natal, 2019. 
 Orientadora: Fabiana Araújo. 
 Coorientadora: Vanessa Becker. 
 
 
 1. Eutrofização - Monografia. 2. Fertilização interna - 
Monografia. 3. Nutrientes - Monografia. I. Araújo, Fabiana. II. 
Becker, Vanessa. III. Título. 
 
RN/UF/BCZM CDU 628.132 
 
 
 
 
 
Elaborado por Raimundo Muniz de Oliveira - CRB-15/429 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Agradeço a minha família, meu pai e minha mãe, por me ensinar a priorizar os estudos 
desde criança, por sempre me incentivar em tudo que faço e pelo inesgotável cuidado, 
preocupação e compreensão quando eu passava a maior parte dos dias na UFRN sem 
poder oferecer a devida atenção. Sem o suporte de vocês, quase nada teria acontecido. 
Agradeço a Hugo, meu namorado, pelo companheirismo, apoio, carinho e compreensão 
durante as inúmeras e inevitáveis ausências. 
 
Agradeço a meus avós paternos. Ao meu avô e para sempre professor Barbosa (in 
memorian) por ser minha inspiração de superação e dedicação acadêmica. A minha avó 
Nevinha por todo apoio, conselho e cuidado desde minha primeira infância. 
 
Agradeço a meus avós maternos (in memorian) pelos ensinamentos e momentos de 
descontração que compartilhamos. 
 
Agradeço aos meus tios e tias por todo carinho, confiança e expectativa que depositaram 
em mim desde sempre. Agradeço aos meus primos e primas pela companhia e pelas 
experiências que compartilhamos desde nossa infância. 
 
Agradeço a Dra Fabiana Araújo, orientadora neste trabalho, pela paciência e empenho 
nas sugestões para melhoria do TCC, um verdadeiro exemplo de profissional. Agradeço 
a Profª. Dra Vanessa Becker, coorientadora deste trabalho, por sempre me receber no 
Elisa, pela oportunidade de fazer parte desse grupo de estudos e pelo compromisso com 
o curso de engenharia ambiental. A todos do Elisa – Larhisa, meu muito obrigada. 
 
Agradeço a Profª. Dra Vera Lucia Lopes de Castro, minha primeira orientadora de 
iniciação cientifica, pela confiança no meu trabalho e por todo ensinamento transmitido. 
 
Agradeço a Profª. Dra Silvânia Lucas Lopes dos Santos pelas orientações acadêmicas 
dentro e fora da pesquisa PMSB e pelos conhecimentos a mim fornecidos. Agradeço ao 
Prof. Dr. Aldo Aloísio Dantas da Silva, ao Prof. Dr. Paulo Eduardo Vieira Cunha, a 
Gilbrando Medeiros Trajano Júnior e Lucas Costa Rodrigues pela oportunidade, suporte 
e confiança dentro do projeto Pesquisa PMSB. A todos do projeto pesquisa PMSB, meu 
muito obrigada. 
 
Agradeço a ONG Engenheiros Sem Fronteiras pela oportunidade de atuar como gerente 
do projeto de saneamento contribuindo para minha formação. Agradeço a Amanda 
Bezerra de Sousa pelo acompanhamento e dedicação nesse projeto. 
 
Agradeço aos meus amigos da Escola Sesc de Ensino Médio, aos meus amigos da 
UFRN, aos meus amigos da ONG Engenheiros sem Fronteiras. Compartilhar minha 
trajetória com vocês fez esse caminho mais leve e divertido. 
 
Agradeço a todos os professores que fizeram parte da minha educação básica e superior. 
Vocês foram essenciais para minha formação acadêmica e cidadã. 
 
Agradeço a todos os professores, servidores, terceirizados e bolsistas da UFRN pela 
excelência dessa instituição pública de ensino superior. 
 
A todos vocês, eu dedico este trabalho. 
 
 
 
RESUMO 
 
O fenômeno de enriquecimento dos ecossistemas aquáticos com nutrientes 
desencadeia o processo da eutrofização comprometendo, assim, a qualidade da água e 
elevando os custos de tratamento de água para o abastecimento. No contexto da 
eutrofização, o fósforo atua como elemento limitante da produção primária, já que 
algumas algas são capazes de fixar o nitrogênio atmosférico. Diante disso, o sedimento 
é um compartimento relevante para acúmulo de fósforo depositado proveniente da 
coluna d’água, embora também seja fonte de fósforo reativo no processo de fertilização 
interna. Condições climáticas da região do semiárido, como chuvas intensas em curto 
período e eventos de seca prolongada, fazem com que os reservatórios estejam sujeitos a 
períodos de inundação e secagem do sedimento além de proporcionar acúmulo de 
nutrientes de forma que esses sistemas são mais vulneráveis à eutrofização. Neste 
sentido, estudar a fertilização interna de reservatórios do semiárido se torna relevante 
uma vez que estes sistemas utilizados para abastecimento público possuem um alto 
tempo de residência da água, muitas vezes com eventos de esgotamento hídrico. O 
objetivo desse trabalho foi avaliar a liberação de fósforo em um reservatório no 
semiárido potiguar após período de seca a partir da simulação de inundação em 
laboratório com experimento de liberação de fósforo com duração de 14 dias (2 
semanas). Foram monitoradas as concentrações de NO3-, SRP, OD, pH e temperatura. 
Os resultados mostraram que houve liberação de fósforo do sedimento em quantidade 
suficiente para causar a eutrofização do reservatório (>50µg.L-1), apesar de estudos 
anteriores apresentarem que 84,84% do SRP está presente no sedimento em formas 
indisponíveis de baixa mobilidade. Contudo, um aumento na concentração de NO3- foi 
capaz de amortecer a liberação do SRP mais tardiamente, sugerindo a importância da 
concentração de nitrato na dinâmica da fertilização interna de fósforo. 
 
 
Palavras-chave: Eutrofização; fertilização interna; nutrientes. 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
The phenomenon of nutrient enrichment in aquatic ecosystems triggers the 
process of eutrophication, thereby compromising water quality and increasing water 
treatment costs for public supply. In the context of eutrophication, phosphorus plays an 
important role as a limiting element for primary production, because some algae are 
capable of fixing atmospheric nitrogen. Given this, the sediment is a relevant 
compartment due to its role as a phosphorus sink from the water column, although it is 
also a source of reactive phosphorus in the internal fertilization process. Semi-arid 
climatic conditions, such as heavy rainfall in short periods and prolonged drought 
events, make the lakes sediment subject to drying and reflooding, in addition to 
promoting accumulation of nutrients, hence these systems are more vulnerable to 
eutrophication. In this sense, the study of the internal fertilization of semi-arid 
reservoirs becomes relevant, as these systems which are used for public supply have a 
long residence time, usually with water depletion events. The objective of this work was 
to evaluate the phosphorus release in a reservoir in the Potiguar semi-arid after a 
drought period. To do so a reflood simulation in laboratorywas employed and the 
phosphorus release was measured experiment for 14 days (2 weeks). NO3-, SRP e OD 
concentration were monitored as well as temperature. The results showed that there was 
enough phosphorus release in the sediment to cause reservoir eutrophication (> 50µg.L-
1), despite previous studies showing that 84.84% of the SRP is present in the sediment 
in unavailable forms. However, an increase in NO3- concentration was able to reduce 
the release of SRP later, suggesting the importance of nitrate concentration in the 
internal phosphorus fertilization dynamics. 
 
 
Key-words: Eutrophication; internal fertilization; nutrient. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
Figura 1 - Localização do reservatório Dourado com a indicação do ponto de coleta da 
amostra de sedimento......................................................................................................11 
Figura 2– Valores médios ± desvio padrão do pH (a), concentração de oxigênio 
dissolvido (b) e (c) temperatura nos microcosmos nos dias 1, 7 e 14 do 
experimento.....................................................................................................................14 
Figura 3 – Valores médios ± desvio padrão da concentração dos nutrientes SRP (a) e 
NO3- (b) nos dias 1, 7 e 14 dias de experimento............................................................14 
Figura 4 – Taxa de liberação média ± desvio padrão de P nos dias 7 e 14 do 
experimento.....................................................................................................................16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1.	 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 9	
2.	 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................. 11	
2.1.	 ÁREA DE ESTUDO ...................................................................................... 11	
2.2.	 AMOSTRAGENS DO SEDIMENTO ........................................................... 12	
2.3.	 EXPERIMENTOS DE LIBERAÇÃO DE FÓSFORO .................................. 12	
2.4.	 ANÁLISE DOS DADOS ............................................................................... 13	
3.	 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 14	
4.	 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 17	
5.	 REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 18	
9 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
O enriquecimento dos ecossistemas aquáticos com nutrientes acarretando no 
aumento da produção primária, definido como eutrofização, pode promover a 
proliferação de algas e cianobactérias, bem como de macrófitas aquáticas 
(CARPENTER, 2005). As consequências gerais da eutrofização para a qualidade da 
água são: coloração verde devido ao aumento da clorofila-α, aumento da concentração 
de matéria orgânica, aumento da biomassa de microrganismos potenciais produtores de 
toxinas, aumento da demanda bioquímica de oxigênio, aumento da turbidez e condição 
de anoxia (BUZELLI & CUNHA-SANTINO, 2013). Nesse sentido, a eutrofização tem 
representado um problema ambiental de grande relevância. Vale destacar ainda que a 
eutrofização apresenta consequências como aumento dos custos de tratamento da água a 
fim de torná-la potável atendendo o padrão de qualidade necessário para consumo 
humano (BRICKER ET et al, 1999). 
Dentre os nutrientes responsáveis pelo desencadeamento do processo de 
eutrofização, o fósforo merece atenção especial por atuar como elemento limitante da 
produção primária (CARPENTER, 2005). Isso porque, mesmo que haja o controle do 
aporte externo de nitrogênio existem cianobactérias capazes de fixar o nitrogênio 
disponível na atmosfera (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006) e, desse modo, não teriam 
seu crescimento limitado com o controle das fontes externas nitrogenadas. 
O compartimento relevante para o acúmulo do fósforo proveniente das cargas 
externas é o sedimento, o qual apresenta a capacidade de reter e servir como depósito 
desse nutriente no ecossistema aquático (SONDERGAARD et al. 2003). Entretanto, 
esse compartimento pode ser considerado uma fonte de fósforo solúvel reativo em 
determinadas condições, por exemplo, na ocorrência de anoxia no hipolímnio. Isso 
porque, na presença do oxigênio, o fósforo é adsorvido ao ferro III formando um 
composto insolúvel que fica depositado no sedimento. Todavia, em condições anóxicas, 
o ferro III é reduzido para ferro II e o fosfato anteriormente adsorvido é liberado para 
coluna d’água (MORTIMER, 1941; GUNKEL et al, 2003). Esse fenômeno de liberação 
de P do sedimento para coluna d’água é denominado fertilização interna. Outros fatores 
também podem levar à fertilização interna como a decomposição de biomassa, 
ressuspensão do sedimento e atividade de organismos aquáticos como a bioturbação 
(WELCH e COOKE, 2005). 
10 
 
A região do semiárido brasileiro apresenta particularidades, decorrente das 
condições climáticas da região, que consiste na ocorrência de longos períodos de 
estiagem, baixas vazões, altos tempos de residência, elevadas temperaturas e elevadas 
taxas de evaporação da região (GUNKEL et al, 2015; BARBOSA et al, 2012). Por esses 
motivos, esses sistemas são consideravelmente mais vulneráveis à eutrofização quando 
comparados aos inseridos em áreas mais úmidas (BARBOSA et al, 2012). 
As condições climáticas na região fazem com que os reservatórios estejam 
sujeitos a períodos de inundação e secagem do sedimento além de proporcionar 
acúmulo e aumento na concentração de nutrientes. Com isso, a capacidade de retenção 
de fósforo no sedimento é alterada (QUI & McCOMB, 2002; BALDWIN, 1996). Além 
disso, tem-se na região a prática agrícola no sedimento exposto outrora inundado 
aumentando o transporte de nutrientes do sedimento para a coluna de água quando 
reservatório é reinundado. Sendo assim, quando um corpo hídrico é reinundado, após 
um período de seca, pode apresentar o fenômeno da fertilização interna decorrentes de 
alterações no sedimento resultante da exposição ao ar no período de secagem total 
(KINSMAN-COSTELLO et al., 2016). Nesse sentido, no período de inundação, após 
um período de seca, há um aumento na liberação de fósforo reativo solúvel proveniente 
da lise celular das bactérias, da mineralização bacteriana e das condições de anaerobiose 
por isolar o sedimento do oxigênio atmosférico que desfaz o complexo insolúvel de Fe 
III e o fósforo (KEITEL et al., 2016). 
Desse modo, é de extrema relevância avaliar a dinâmica da liberação de 
nutrientes nos reservatórios após um período de seca seguido de reinundação. Isso 
porque, é nessa região onde há um grande esforço realizado para aumentar a água 
disponível como medida compensatória do regime intermitente dos corpos hídricos. Por 
fim, é importante destacar o estudo realizado por Bezerra (2016) no qual foi abordada a 
liberação de fósforo do sedimento do reservatório Marechal Eurico Gaspar Dutra 
(Gargalheiras). Os resultados do referido trabalho apresentaram que a liberação de 
fósforo foi maior na água deionizada do que na água do próprio reservatório. 
Considerando a problemática apresentada, o objetivo desse trabalho é avaliar a 
dinâmica da liberação de fósforo em um reservatório do semiárido potiguar, após um 
período de seca a partir da simulação de inundação em laboratório. 
11 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
2.1. Área de estudo 
O reservatório Dourado está localizado na Microrregião do Seridó Oriental do 
Rio Grande do Norte no município de Currais Novos (06º 15’ 39” S; 36º 31’ 04'' W). O 
reservatório é utilizado majoritariamente para abastecimento humano de água e 
irrigação no município (DNOCS, 2019). Esse reservatório apresentacapacidade total de 
10.321.000,00 metros cúbicos e está completamente inserido na bacia hidrográfica 
Piranhas-Açu, caracterizada como a maior bacia hidrográfica do Estado com 
aproximadamente 43.682 km2, o que corresponde a cerca de 30% do território estadual. 
Essa bacia contribui com 79% do total de água acumulada no Estado. O reservatório 
Dourado é abastecido pela sub-bacia do Rio Currais Novos. 
 
Figura 1 - Localização do reservatório Dourado com a indicação do ponto de coleta da amostra de 
sedimento. 
 
 O clima da região é tropical semiárido do tipo BSh (Estepe) (KOTTEK et al., 
2006; ALVARES et al., 2014), com temperatura média anual de 27,5 °C, e temperaturas 
máxima e mínima de 33 °C e 18 °C, respectivamente (CPRM, 2005). De acordo com a 
EMPARN (2017), os dados da série histórica de 1963 até 2006 levam a uma média 
anual de precipitação de 521,5 mm para o município de Currais Novos. A chuva na 
região concentra-se nos meses de fevereiro a maio caracterizando um regime de 
precipitações irregulares e significativas. Sendo assim, o regime de chuvas é desigual e, 
com isso, ao longo do ano configura-se um regime de escassez hídrica com déficit no 
12 
 
balanço hídrico devido ao elevado nível de evapotranspiração (ANA, 2016; 
NASCIMENTO & FERREIRA, 2012). Em outubro de 2017 o açude Dourado secou 
completamente como consequência da severa seca prolongada que atingia a região 
desde o ano de 2012. 
Segundo estudo realizado por Oliveira (2012), a composição de solos Litólicos 
Eutróficos (Neossolo Litólicos) é predominante no entorno da bacia do reservatório 
Dourado. São solos pouco desenvolvidos cuja soma dos horizontes A-C-R não 
ultrapassa 50 cm. Esses solos estão associados a afloramento rochosos, pedregosos e 
cascalhentos. Os Neossolos Litólicos apresentam alta fertilidade natural com textura 
argilo-arenosa. Além disso, a área de preservação permanente do reservatório Dourado 
apresenta mata ciliar significativamente reduzida devido aos processos de degradação 
pelo uso e ocupação (MATTOS et al., 2015). Desse modo, o reservatório está suscetível 
ao aporte de grandes cargas de nutrientes provenientes das atividades de criação de 
animais e produção agrícola com utilização de adubo químico (MATTOS et al., 2015). 
Soma-se a isso, o estudo de Oliveira (2012) cujos resultados indicam que o reservatório 
Dourado foi capaz de reter 52% da elevada carga de fósforo total proveniente da bacia 
de drenagem aumentando a possibilidade de agravamento do processo de eutrofização 
do mesmo o qual, a época do estudo, foi classificado como hipereutrófico. 
2.2. Amostragens do sedimento 
 O efeito da inundação do reservatório Dourado na dinâmica da liberação de 
fósforo foi analisado a partir de sedimentos secos coletados próximos ao barramento, 
ponto de coleta estratégico para o estudo, posto que é o local de maior acumulação de 
nutrientes no sedimento por apresentar maior profundidade. Foram coletados oito 
núcleos de sedimentos com perfis de 5 cm no referido ponto utilizando-se tubos de 
policloreto de vinila (PVC) previamente lavados com ácido HCL 10%. As amostras 
coletadas foram acondicionadas em caixas térmicas durante o transporte até o 
laboratório. 
2.3. Experimentos de liberação de fósforo 
No laboratório, as amostras foram colocadas em béqueres de 1L e, em seguida, 
foram adicionados 750 mL de água destilada em cada unidade. Os béqueres foram 
completamente envolvidos por papel alumínio para simular as condições de ausência de 
luminosidade de fundo no reservatório. Esses microcosmos foram mantidos por um 
período de 14 dias em temperatura ambiente (28ºC). O período de incubação foi 
13 
 
realizado do dia 0 ao dia 14. No dia 0, o experimento foi montado. Nos dias 1, 7 e 14, 
foram realizadas as medições de: oxigênio dissolvido (OD), utilizando-se de uma 
microssonda acoplada a um picometro (INSTRUTHERM/MO-900); pH utilizando-se 
de um medidor de pH portátil (AKSO/AK103); temperatura da água utilizando-se uma 
sonda digital portátil (AKSO/AK103). Amostras de água foram coletadas e em seguida 
filtradas para análise de nutrientes em aparato de filtração com membranas de fibra de 
vidro de poro 1,2 µm. Em seguida, a amostra de água filtrada foi levada para 
determinação das concentrações de nitrato (NO3-), através do método colorimétrico 
medido por espectrofotometria seguindo o método de Muller e Wiedemann (1955) e 
concentrações de fósforo reativo solúvel (SRP), através do método colorimétrico 
medido por espectrofotometria com reagente composto de molibdato de amônio, ácido 
sulfúrico, ácido ascórbico e tartarato de antimônio e potássio (MURPHY & RILEY, 
1962). 
2.4. Análise dos dados 
A liberação de P do sedimento para a coluna d’água foi quantificada 
através do cálculo da taxa de liberação de P para os dias 7 e 14, de acordo com a 
equação (SCHAANNING et al., 2006): 
JD = (Ct – C0) . V 
 A . t 
 
Sendo: 
JD = Fluxo de lançamento de P a partir dos sedimentos para a coluna d’água (mgP.m-2.d-
1) 
Ct = concentração de P na água no tempo t (mg.m-3) 
C0 = concentração de P na água no tempo 0 (mg.m-3) 
V= Volume de água sobre o sedimento (m³) 
A = Área superficial de sedimento no frasco (m2) 
t = tempo de duração do experimento (dias) 
 
 Para verificar se houve diferença nas taxas de liberação, foi feito teste T 
ordinário para amostras dependentes, com nível de significância de 5%. As análises 
descritivas e estatísticas foram feitos no Prism 6 (Version 6.01, GraphPad Software). 
14 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
O valor médio inicial de pH foi 6,4 (± 0,26) e o valor médio final foi de 6,9 (± 
0,14) na água dos microcosmos (Fig. 2a). Assim, pode-se afirmar que apesar do 
aumento observado o sobrenadante das amostras manteve pH neutro durante o período 
de monitoramento. A concentração média inicial de OD na água foi de 3,0 mg/L (± 
0,73) apresentando-se constante ao longo do experimento de forma que a concentração 
média final foi de 3,2 mg/L (± 0,73) (Fig. 2b). Com isso, a partir dos resultados 
observados para as concentrações de OD, consideramos que o sobrenadante foi mantido 
em condições de hipóxia, uma vez que essa condição é obtida na presença de níveis de 
oxigênio em torno de 2mg/L (RABALAIS, 2002). Para temperatura, o valor médio 
inicial foi de 25,6 °C (± 0,07) o qual apresentou aumento ao longo do experimento com 
valor médio final de 27,0 °C (± 0,15) (Fig. 2c). 
 
Figura 2– Valores médios ± desvio padrão do pH (a), concentração de oxigênio dissolvido (b) e (c) 
temperatura nos microcosmos nos dias 1, 7 e 14 do experimento. 
A concentração de SRP aumentou ao longo do experimento variando de 56,9 ± 
11,16 µg.L-1 (dia 1) para 104,8 ± 38,47 µg.L-1 (dia 7) (Fig. 3a), mantendo-se em 
equilíbrio até o dia 14 (90,9 ±15,52 µg.L-1). A concentração de NO3- aumentou durante 
todo o experimento, variando de 45,5 ± 31,96 µg.L-1 (dia 1) a 503,0 ± 189,17 µg.L-1 
(dia 14) (Fig. 3b). 
 
 
Figura 3 – Valores médios ± desvio padrão da concentração dos nutrientes SRP (a) e NO3- (b) nos dias 1, 
7 e 14 dias de experimento. 
15 
 
 
Os resultados sugerem a liberação SRP devido ao aumento da concentração até o 
7º dia de experimento. Em contrapartida, pode-se afirmar que após essa liberação houve 
uma baixa variação na concentração de SRP, indicando uma tendência ao equilíbrio. 
Isso porque, a reinundação resulta na rápida liberação de P de minerais e, assim, um 
pulso de SRP para a água é a consequência (KEITEL et al., 2016). Além disso, o valor 
das concentrações médias no dia 7 e dia 14 são muito próximas (104,8 µg.L-1 e 90,9 
µg.L-1, respectivamente). 
 A concentração média final de NO3- foi quase 10 vezes maior que a inicial. Esse 
resultado concorda com a expectativa de que com a reinundaçãoocorre o aumento da 
atividade bacteriana de nitrificação com liberação de NO3- (BALDWIN & MITCHELL, 
2000). Além disso, a elevada concentração de NO3- sugere que a mesma foi suficiente 
para causar a oxidação do FeII de forma a permitir a ligação do FRS ao FeIII 
aumentando, assim, a capacidade do fósforo permanecer retido no sedimento, uma vez 
que o FRS é frequentemente ligado a compostos de ferro (STRAUB et al., 1996; 
HAUCK et al., 2001; HEMOND & LIN, 2010). Isso explica a elevada concentração de 
NO3- concomitantemente a redução da concentração média de SRP no dia 14. De 
maneira geral, o potencial redox coordena o equilíbrio do fosfato entre os 
compartimentos água e sedimento, de forma que uma elevada concentração de NO3- 
pode apresentar efeito oxidante suficiente para aumentar a ligação do FRS ao sedimento 
(ANDERSEN, 1981; HEMOND & LIN, 2010). Dessa forma, na situação de baixa 
concentração de OD apresentada, a elevada concentração de NO3- indica seu 
funcionamento como aceptor de elétrons responsável pela oxidação do FeII mantendo, 
com isso, o FRS retido no sedimento. 
 A média da taxa de liberação de P a partir dos sedimentos para a coluna d’água 
para os dias 7 e 14 foi de 1,42 ± 0,53 mg/m².dia e 0,62 ± 0,11mg/m².dia, 
respectivamente (Fig. 4). Portanto, comparando as taxas de liberação dos respectivos 
dias, verificamos que houve diferença significativa entre as taxas de liberação nos dias 7 
e 14 (t(7.0) = 4.744, P = 0,0021), indicando que houve uma maior liberação nos primeiros 
7 dias de experimento. Esses resultados são condizentes com expectativa de que com a 
chegada de novas águas haja rápida liberação de P do sedimento configurando um pico 
de P disponível (KEITEL, 2016). Isso porque, a secagem do sedimento devido a 
eventos de seca acarreta a mineralização de N e P devido à lise celular dos 
16 
 
microorganismos. Sendo assim, com a chegada de novas águas, esses nutrientes são 
liberados do sedimento. 
 
 
Figura 4 – Taxa de liberação média ± desvio padrão de P nos dias 7 e 14 do experimento. 
 
Adicionalmente, Baldwin (1996) mostrou que os sedimentos oxidados que não 
passaram pelo processo de secagem apresentaram menor valor para P do que 
sedimentos secos oxidados mostrando, assim, que a oxidação responde pela maior 
influência na afinidade do sedimento pelo P. Então, para explicar a maior taxa de 
adsorção de P para sedimentos cobertos por água do que para os sedimentos secos 
Baldwin explicou que quando os sedimentos são inundados a concentração de Fe 
amorfo aumenta coincidindo com o aumento da afinidade P. Assim, quando os 
sedimentos são expostos a oxidação no período de secagem, há o envelhecimento do 
ferro amorfo reduzindo a afinidade desse sedimento por P (LIJKLEMA 1980). Portanto, 
a diminuição da afinidade dos sedimentos secos deve-se provavelmente a exposição ao 
processo de oxidação e envelhecimento que altera a ligação P ao sedimento. 
Além disso, Qui & McComb (2002) afirmam que a secagem do sedimento 
provocou a transformação de Fe não cristalino para a forma cristalina. Essa mudança de 
cristalinidade, incluindo envelhecimento e agregação das partículas, afetou a adsorção 
de P. Desse modo, foi observado que, durante o evento de reinundação, esse sedimento 
apresentou menor capacidade de adsorção do P aumentando, assim, a liberação de P. 
Portanto, apesar de Bezerra e colaboradores (2017) apresentarem que a fração de 
SRP potencialmente disponível no sedimento do reservatório de Dourado é de 11, 76 
µgP.g-1 (15,16%), de modo 65,75 µgP.g-1 (84,84%) do SRP está presente no sedimento 
em formas indisponíveis de baixa mobilidade, os resultados alcançados no experimento 
de reinundação abordado no presente trabalho mostram que a fertilização interna foi 
suficiente para deixar o reservatório eutrofizado tendo como referencia o valor de 
17 
 
fósforo (>50 µg.L-1) estabelecido por Thornton & Rast (1993) para classificação do 
estado trófico na região semiárida. Nesse sentido, é válido destacar que a simulação em 
laboratório com água deionizada acarreta em uma maior liberação de fósforo do 
sedimento do que a simulação de inundação com água do próprio reservatório, devido a 
diferença de concentração iônica (BEZERRA, 2016). 
4. CONCLUSÃO 
 
O sedimento seco do reservatório Dourado atuou como fonte de fósforo 
(fertilização interna) a partir da liberação de SRP em concentrações suficientes para 
causar a eutrofização do reservatório logo após sua reinundação. Contudo, um aumento 
na concentração de NO3- foi capaz de amortecer a liberação do SRP mais tardiamente, 
sugerindo a importância da concentração de nitrato na dinâmica da fertilização interna 
de fósforo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
5. REFERÊNCIAS 
 
ANDERSEN, J. M. Effect of Nitrate concentration in lake water on phosphate release 
from the sediment. Water Res., v.16, p.1119 to 1126, 1982. 
 
ALVARES, C. A. et al. Koopen´s climate classification map for Brazil. Meteorol. Z., 
v. 22, p. 711 - 728, 2013. 
 
ANA - Agência Nacional de Águas. Plano de Recursos hídricos Piancó-Piranhas-Açu. 
Resumo executivo. Brasília: 2016 
 
BALDWIN, D.S. Effects of exposure to air and subsequent drying on the phosphate 
sorption characteristics of sediments from a eutrophic reservoir. Limnol. Oceanogr., v. 
41, p. 1725-1732, 1996. 
 
BALDWIN, D.S., MITCHELL, A.M. The effects of drying and re-flooding on the 
sediment and soil nutriente dynamics of lowland river-floodplain systems: a synthesis. 
Regulated Rivers: Research & Management, v. 16, p. 457–467, 2000. 
 
BARBOSA, J. E. DE L. et al. Aquatic systems in semi-arid Brazil: limnology and 
management. Acta Limnologica Brasiliensia, v. 24, p. 103–118, 2012. 
 
BEZERRA, M. G. T. A. Liberação de fósforo do sedimento de um reservatório da 
região semiárida: estudo em escala experimental. Universidade Federal do Rio 
Grande do Norte, 2016. 20p. 
 
BEZERRA, A. J. L. et al. O potencial da liberação de fósforo de um reservatório 
localizado na região semiárida tropical brasileira. Congestas 2017, v.5, p. 1242-1243, 
2017. ISSN 2318-7603. 
 
BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Projeto Cadastro de Fontes de Abastecimento 
de Água Subterrânea. Estado do Rio Grande do Norte: Diagnóstico do Município de 
Currais Novos. Recife: Ministério de Minas e Energia. Secretaria de Geologia, 
Mineração e Transformação Mineral: CPRM, PRODEEM, 2005. 
 
19 
 
BRICKER, S. B. Et al. National Estuarine Eutrophication Assessment - Effects of 
Nutrient Enrichment in the Nation’s Estuaries. NOAA, National Ocean Service, 
Special Projects Office and the National Centers for Coastal Ocean Science. V.0, p. 
71, 1999. 
 
BUZELLI, G. M.; CUNHA-SANTINO, M. B. Análise e diagnóstico da qualidade da 
água e estado trófico do reservatório de Barra Bonita (SP). Ambi-Agua, Taubaté, v. 8, 
n. 1, p. 186-205, 2013. 
 
CARPENTER. S. R. Eutrophication of aquatic ecosystems: Bistability and soil 
phosphorus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States – 
PNAS, V. 102, p. 9999, 2005. 
 
GOMES, S. S. Alteração do estado trófico durante um evento de seca prolongada e 
seus impactos na biomassa algal de um manancial tropical da região semiárida. 
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016. 35p. 
 
GUNKEL, G. et al. Estudos da limnologia do reservatório de Tapacurá em Pernambuco: 
problemas da gestão de reservatórios no Semi-árido brasileiro. XV Simpósio Brasileiro 
de Recursos Hídricos, Curitiba 2003, Brazil 
 
GUNKEL, G. et al. Aquatic ecosystem services of reservoirs in semiarid areas: 
sustainability and reservoir management. WIT Transactions on Ecology and the 
Environment, v. 197, p. 187-200, 2015. 
 
HAUCK, S.; BENZ, M.; BRUNE, A.;SCHINK, B. Ferrous iron oxidation by 
denitrifying bacteria in profundal sediments of a deeplake (LakeConstance). FEMS 
Microbial Ecology. p. 127-134, 2001.HERMOND, H. F.; LIN, K. Nitrate suppresses internal phosphorus loading in an 
eutrophic lake. Water Res., v. 44, p. 3645-3650, 2010. 
 
KEITEL, J.; ZAK, D.; HUPFER, M.Water level fluctuations in a tropical reservoir: the 
impact of sediment drying, aquatic macrophyte dieback, and oxygen availability on 
phosphorus mobilization. Environ Sci Pollut Res, v. 23, p. 6883–6894, 2016. 
20 
 
 
Kinsman-Costello, L. E. Phosphorus release from the drying and reflooding of diverse 
shallow sediments. Biogeochemistry, v. 130, p. 159–176, (2016) 
 
KOTTEK, M. et al. World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated. 
Meteorol. Z., v. 15, p. 259-263, 2016. 
 
LAMPARELLI, M. C. Graus de Trofia em corpos dágua do Estado de São Paulo: 
Avaliação dos métodos de monitoramento. Tese (Doutorado) – Instituto de Biociencias 
da Universidade Federal de São Paulo, Departamento de Ecologia. USP, 2004. 
 
LIJKLEMA, L. Interaction of orthophosphate with iron (III) and aluminum hydroxides. 
Environ. Sci. Tcchnol., v.14, p. 537-541, 1980. 
 
MATTOS, K. M. C.; OLIVEIRA, H. A.; MATTOS, A. Análise do uso e ocupação do 
solo das margens de um reservatório tropical visando a sua proteção e a preservação da 
qualidade de suas águas. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015. 
 
MOREIRA, C. V. M. Avaliação do estado trófico da água da Lagoa de Extremoz, 
RN, Brasil. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018. 23p. 
 
MOREIRA, F.M.S.; SIQUEIRA, J.O. Microbiologia e bioquímica do solo. 2a ed. Atual. 
E ampl., Lavras Ed. UFLA, 2006, 729p. 
 
MORTIMER, C.H. Chemical Exchanges between Sediments and Water in The Great 
Lakes – Speculations on Probable Regulatory Mechanisms. Limnology and 
Oceanograhy, V.16 (2), p.387-404, 1971. 
 
MORTIMER, C. H. The exchange of dissolved substances between mud and water in 
lakes. J. Ecol., v. 29, p. 280–329, 1941. 
 
MULLER, R.; WIEDEMANN, F. 1995. Die bestimmung des Nitrats in Wasser. Jahrb. 
Wasserchem. Wasserreinigungstechnik. Verlag Chimie. 12: 247-271. 
 
21 
 
MURPHY, J.; RILEY, J. P. A modified single solution method for the determination of 
phosphate in natural waters. Anal. Chim. Acta, v. 27, p. 31-36, 1962. 
 
NASCIMENTO, M. A. L.; FERREIRA, R. V. Geoparque Seridó (RN): proposta/ 
organizadores Carlos Schobbenhaus e Cássio Roberto da Silva. v. 1, Rio de Janeiro, 
2012, 748 p. 
 
OLIVEIRA, A. V. L. C. Zoneamento geoambiental como subsídio ao planejamento 
territorial municipal: estudo de caso para Currais Novos/RN. Universidade Federal 
do Rio Grande do Norte, 2012. 99p. 
 
OLIVEIRA, J. N.C. Influência da poluição difusa e regime hidrológico peculiar do 
semiárido na qualidade da água de um reservatório tropical. Universidade Federal 
do Rio Grande do Norte, 2012. 109p. 
 
OLIVEIRA, J. P. Phosphorus Fractionation in the sediment of a shallow semiarid 
man-made lake in a drought event. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 
2016. 15p. 
 
QUI, S.; MCCOMB, A. J. Interrelations between iron extractability and phosphate 
sorption in reflooded air-dried sediments. Hydrobiologia, v. 472, p. 39-44, 2002. 
 
RABALAIS, N. N.; TURNER, E.; SCAVIA, D. Beyond Science into Policy: Gulf of 
Mexico Hypoxia and the Mississippi River. BioScience, v.52, p.119-142, 2002. 
 
RIO GRANDE DO NORTE. Empresa de Pesquisa Agropecuária Do Rio Grande Do 
Norte (EMPARN). Monitoramento Pluviométrico. 
 
RIO GRANDE DO NORTE. Secretaria De Meio Ambiente e Recursos Hídricos Do 
Estado Do Rio Grande Do Norte (SEMARH). Natal, 2019 Situação Volumétrica de 
Reservatórios (Açudes, Barragens e Lagoas) com capacidade superior a 5.000.000m³ 
monitorados. 
 
22 
 
SCHINDLER, D. W. Recent advances in the understanding and management of 
eutrophication. Limnology and Oceanography, v. 51, p. 356-363, 2006. 
 
SALAS, H. J.; MARTINO, P. 1990. Metodologias simplificadas para la evaluacion de 
eutroficacion en lagos calidos tropicales. In: Metodologías simplificadas para la 
evaluación de eutroficación en lagos cálidos tropicales. CEPIS.SCHEFFER, M. (2001). 
Alternative attractors of shallow lakes. The Scientific World. 1: 254- 253. 
 
SONDERGAARD, M.; JENSEN, J. P.; JEPPESEN, E. Role of sediment and internal 
loading of phosphorus in shallow lakes. Hydrobiologia, p.135-145, 2003. 
 
STRAUB, K. L; BENZ, M.; WIDDEL, F. Anaerobic, nitrate dependent microbial 
oxidation of ferrous iron. Appliedand Environmental Microbiology. p. 1458-1460, 
1996. 
 
THORNTON, J. A. & RAST, W. 1993. A test of hypotheses relating to the comparative 
limnology and assessment of eutrophication in semi-arido man-made lakes. In: M. L. 20 
Straskraba, J. G. Tundisi & A. Duncan (eds), Comparative Reservoir Limnology and 
Water Quality Management. 77: 1-24 
 
WELCH, E.B.; COOKE, G.D. Internal phosphorus loading in shallow lakes: 
importance and control. Lake Reservoir Management, v. 21, p.209-217, 2005.