TRATAMENTO DE EFLUENTES AQUÍCOLAS COM O USO DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS FLUTUANTES

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ 
IFCE – ​CAMPUS​ MORADA NOVA 
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA DE AQUICULTURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO DE PESQUISA 
TRATAMENTO DE EFLUENTES AQUÍCOLAS COM O USO 
DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS FLUTUANTES 
MARCUS VINÍCIUS ARAÚJO DE LIMA 
HENRIQUE LUCAS DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
 
 
MORADA NOVA, CEARÁ 
2019 
 
 
MARCUS VINÍCIUS ARAÚJO DE LIMA 
HENRIQUE LUCAS DA SILVA 
 
 
 
PROJETO DE PESQUISA 
TRATAMENTO DE EFLUENTES AQUÍCOLAS COM O USO 
DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS FLUTUANTES 
 
 
Projeto de pesquisa solicitado pelo professor Johnantan 
Santiago Moura, como pré-requisito para obtenção de 
nota (N1) no componente curricular Leitura e Produção 
textual do curso de Bacharelado em Engenharia em 
Aquicultura, 2019.1. 
Professor(a) orientador(a): Dr. Sérgio Alberto 
Apolinário Almeida 
Professor(a) coorientador(a): Ierislane Carneiro Leite 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MORADA NOVA, CEARÁ 
2019 
1 
 
RESUMO 
Com a percepção da possível poluição dos recursos hídricos com o descarte dos efluentes 
aquícolas, percebeu-se o quão agravante é essa situação. Sendo assim, o objetivo geral do 
presente artigo foi o de avaliar, de forma experimental, a eficiência de um sistema de 
tratamento de efluentes do cultivo de tilápia, utilizando macrófitas aquáticas visando a 
remoção de compostos nitrogenados e fosfatados, no Instituto Federal de Educação, Ciência e 
Tecnologia do Ceará – Campus Morada Nova, com o intuito de condensar dados para a 
comunidade acadêmica. A experimentação será realizada na Unidade Didática de Pesquisa em 
Aquicultura (UDPA), com a orientação do prof. Dr. Sérgio Alberto Apolinário Almeida, no 
qual será feita utilizando recipientes plásticos de volumes conhecidos, usufruindo-se dos 
efluentes gerados pelas instalações aquícolas de recirculação da própria UDPA, do sistema de 
aquaponia e do viveiro escavado da própria instituição, e as espécies de macrófitas aquáticas 
E. crassipes e ​P. stratiotes​, coletadas em corpos d’água locais e tratadas com medidas 
profiláticas para evitar a contaminação do sistema com patógenos ou outros microorganismo 
que possam vir a danificar ou alterar os dados. Para verificação da eficiência do sistema, serão 
medidos os valores de pH, oxigênio dissolvido, temperatura, amônia, nitrito, nitrato e fósforo 
total, sendo esses valores, verificados 1 vez ao dia durante um período de 24, 48 e 72 horas 
após o início da experimentação. Os resultados obtidos serão documentados em uma planilha 
do Excel e serão gerados gráficos para a comparação da eficiência (em %) da redução de 
compostos tóxicos à base de nitrogênio e fósforo. 
 
Palavras-chave​: Efluentes, macrófitas aquáticas, tratamento. 
 
 
 
ABSTRACT 
With the perception of possible pollution of water resources with the disposal of aquaculture 
effluents, it was noticed how aggravating this situation is. Therefore, the general objective of 
this article was to evaluate, experimentally, the efficiency of an effluent treatment system of 
tilapia culture using aquatic macrophytes to remove nitrogenous and phosphate compounds 
from the Federal Institute of Education, Science and Technology of Ceará - Campus Morada 
Nova, with the intention of condensing data for the academic community. The 
2 
 
experimentation will be carried out at the Aquaculture Research Didactic Unit (UDPA), with 
the guidance of prof. Dr. Sérgio Alberto Apolinário Almeida, which will be made using 
plastic containers of known volumes, taking advantage of the effluents generated by the 
recirculation aquaculture facilities of the UDPA itself, the aquaponics system and the 
institution's excavated nursery, and the species of macrophytes E. crassipes and P. stratiotes, 
collected in local water bodies and treated with prophylactic measures to avoid contamination 
of the system with pathogens or other microorganisms that may damage or alter the data. To 
verify the efficiency of the system, the values ​​of pH, dissolved oxygen, temperature, 
ammonia, nitrite, nitrate and total phosphorus will be measured, and these values ​​will be 
checked once a day during a period of 24, 48 and 72 hours after the start of experimentation. 
The results obtained will be documented in an Excel worksheet and graphs will be generated 
to compare the efficiency (in%) of the reduction of toxic compounds based on nitrogen and 
phosphorus. 
 
Keywords​: Effluents, aquatic macrophytes, treatment 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
Sumário 
1. JUSTIFICATIVA 5 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 6 
3. OBJETIVO GERAL 8 
3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ​ 8 
4. DESENVOLVIMENTO METODOLÓGICO 9 
5. CRONOGRAMA DE ATIVIDADES 10 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1. JUSTIFICATIVA 
Esse projeto se faz necessário porque aquicultura é uma atividade potencialmente 
poluidora para os corpos hídricos, conforme os manejos adotados para o tratamento de 
resíduos oriundos da mesma que possam causar impactos negativos no meio ambiente. 
Dessa forma, levando em consideração que ​a aquicultura vem intensificando cada vez 
mais a sua produção, a carga de matéria orgânica aumenta e, consequentemente, a quantidade 
de compostos nitrogenados e fosfatados também se eleva, sendo necessário o tratamento do 
efluente (água de descarte) oriundo da aquicultura para evitar o processo de eutrofização e 
poluição do corpo hídrico ​onde possivelmente ​seria lançado (SILVA; LOSEKANN; 
HISANO, 2013) 
Esse projeto de pesquisa será conduzido no Instituto Federal de Educação, Ciência e 
Tecnologia do Ceará – Campus Morada Nova, sendo este, uma possível fonte de dados que 
poderão ser utilizados futuramente pela comunidade acadêmica, empresários e produtores 
rurais que querem entender melhor como funciona o tratamento de efluentes utilizando 
macrófitas aquáticas flutuantes. 
A motivação para a elaboração desse projeto de pesquisa partiu de um projeto 
científico já existente, elaborado no 2º ano do nosso ensino médio integrado ao curso técnico 
em aquicultura, na E.E.E.P Deputado José Walfrido Monteiro, localizada no município de Icó 
- CE, o qual tinha o cunho a obtenção da nota parcial de biologia do 1º bimestre de 2017. O 
tema abordado é bastante pesquisado nas áreas acadêmicas que tratam de questões ambientais 
tendo em vista a necessidade da preservação do meio ambiente, especificamente os recursos 
hídricos. 
 Além disso, vale ressaltar que os recursos hídricos são limitados e exigem 
preservação, pois “a água é um recurso indispensável para a sobrevivência da espécie humana 
e, considerando que somente 0,02% da água existente é apropriada para o consumo, surge, 
então, a necessidade de sua preservação”. (COSTA, SILVA & MARTINS, 2009, p.7). 
A Organização Mundial da Saúde (OMS) apresentou a seguinte definição de poluição 
das águas: ​“a água está poluída quando a sua composição ou o seu estado está de tal modo 
alterado que já não reúne as condições necessárias (propriedadesfísicas, químicas e 
biológicas) para a utilização as quais estava destinada no seu estado natural” (JÚNIOR, 1998 
p.58). Constatando esse estado, é imprescindível que ocorra o tratamento dos efluentes na 
5 
 
atividade aquícola, pois segundo a resolução do CONAMA Nº 357 (2005​, p.57-63​), “ O 
controle da poluição está diretamente relacionado com a proteção da saúde, garantia do meio 
ambiente ecologicamente equilibrado e a melhoria da qualidade de vida”. 
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
A aquicultura nada mais é que a produção de organismos com habitat 
predominantemente aquático, em cativeiro, em qualquer um de seus estágios de 
desenvolvimento. A atividade se caracteriza por três componentes: o organismo produzido 
deve ser aquático, deve existir um manejo para a produção, a criação deve ter um proprietário, 
ou seja, não é um bem coletivo como são as populações exploradas pela pesca (RANA, 1997, 
p.56) 
A produção aquícola, geralmente, se dá em propriedades rurais, e seus “dejetos”, ou 
seja, seus efluentes, são lançados nos corpos hídricos mais próximos, sendo esses efluentes, 
potencialmente poluidores, contaminando-os e aumentando as chances da ocorrência de 
processos de eutrofização artificial por conta da grande carga de matéria orgânica e nutrientes 
presentes na água descartada dessas unidades de produção aquícolas, seja em pequena ou 
grande escala (ASSUNÇÃO, 2011). 
Segundo Esteves (2011, p 625), a eutrofização de um corpo hídrico é o aumento da 
concentração de nutrientes, especialmente fósforo e nitrogênio, deixando de ser um ambiente 
aquático oligo ou mesotrófico transformando esse corpo hídrico um ambiente ​hipertrófico. A 
eutrofização pode ter causas naturais , tais como processo lento e contínuo causado pela 
lixiviação de nutrientes ou antrópicas, ocasionado pela intervenção humana, principalmente 
pelo lançamento de efluentes domésticos, industriais e/ou oriundos da agricultura, tendo uma 
enorme carga de nutrientes, principalmente N (Nitrogênio) e P (Fósforo). 
Na água, o fósforo está presente na forma de fosfatos, sendo as principais, o 
ortofosfato (P-orto) e o fósforo total (P-total) (SÁ, 2012; ESTEVES, 2011). Devido a sua 
relação inversa com a qualidade de água, se faz necessário haver uma concentração de P-total 
entre 60 - 500 microgŕamas/L na água para viveiros de aquicultura (SÁ, 2012). Portanto, 
“quanto maior a concentração de fósforo total na água, pior será sua qualidade” (SÁ, 2012, p. 
143). 
6 
 
Sendo o fósforo ​o principal elemento limitante à produtividade primária, qualquer 
aumento na concentração pode causar uma explosão de fitoplâncton e macrófitas aquáticas, 
sendo o principal processo para a causa de eutrofização. 
Segundo Schmiegelow (2004, p. 72) “o nitrogênio na forma molecular não é um 
nutriente”. Portanto, o nitrogênio necessita estar em uma de suas formas dissolvidas, como a 
amônia, nitrito e o nitrato, para serem absorvidos pelas macrófitas. 
Não obstante, a principal forma assimilada pelas macrófitas é o nitrato, que tem sua 
formação decorrente da oxidação da amônia a nitrito e de nitrito a nitrato. Em suas formas de 
amônia e nitrito, são tóxicas para os organismos aquáticas, sendo o nível ideal < 0,05 mg/L de 
amônia tóxica (NH​3​)​ ​(SÁ, 2012). 
A concentração de nitrito acima de 0,3 mg/L (SÁ, 2012) já é considerada perigosa e 
não pode ultrapassar 1 mg/L, pois pode causar morte dos organismos cultivados. Para o 
nitrato, são recomendados níveis de até 10 mg/L (CONAMA, 2005), sendo ​este composto 
considerado atóxico. 
Por isso, é de suma importância o controle desses compostos por um sistema de 
tratamento com poderosos biofiltros (filtro que utiliza agentes biológicos para tratamento de 
efluentes) capazes de controlar a concentração desses nutrientes na água para evitar que 
ocorra mortalidades, como por exemplo, utilizando macrófitas aquáticas (plantas aquáticas, 
podendo ser submersas ou flutuantes, que habitam em qualquer corpo hídrico). 
O sistema de tratamento tem seu princípio baseado no funcionamento dos sistemas 
alagados construídos (wetlands), que é um sistema de tratamento de efluentes com a 
utilização de áreas alagadas rasas (lagoas ou canais) onde se encontram macrófitas aquáticas 
(podem ser flutuantes, submersas enraizadas, submersas livres e/ou emersas), que irão fazer o 
devido tratamento (SPERLING, 2014; ESTEVES, 2011). 
Nos sistemas wetlands, o efluente passa por bancos de macrófitas aquáticas para que 
aconteça a absorção dos nutrientes à base de fósforo e nitrogênio, baseando-se em 
mecanismos químicos, físicos e biológicos para que ocorra o tratamento do efluente 
(ESTEVES, 2011; SPERLING, 2014). 
O tratamento de efluentes aquícolas com macrófitas aquáticas pode se tornar um 
grande manejo importante nas unidades produtivas, desde o pequeno produtor rural até as 
7 
 
grandes fazendas, para amenizar os impactos causados pelos efluentes da aquicultura 
(MOHEDANO; RODRIGUES; FRACALOSSI, 2005). 
Sabe-se que as macrófitas aquáticas auxiliam no processo de eliminação dos 
compostos nitrogenados e fosfatados (amônia, nitrato e fósforo inorgânico dissolvido), 
utilizando para o seu crescimento e, portanto, agindo como um poderoso biofiltro para 
efluentes, eliminando os principais causadores da eutrofização artificial (ESTEVES, 2011; 
SCHMIEGELOW, 2004; NUNES, 2002). 
Sendo assim, podem ser empregados como agentes redutores da carga de matéria 
orgânica de efluentes na produção aquícola, pecuária e também de efluentes industriais e 
domésticos (ESTEVES, 2011). 
Em uma experiência realizada em um viveiro de cultivo de ​O. niloticus (tilápia), 
utilizando as macrófitas flutuantes ​E. crassipes e ​P. stratiotes​, removeram 82 e 83% do 
N-total e de P-total 46 e 44%, respectivamente, presentes no viveiro (ESTEVES, 2011). 
Baseando-se nesses resultados, conclui-se que a ​E. crassipes e a ​P. stratiotes ​são macrófitas 
com grande potencial para redução dos níveis de compostos N e P. 
A eficiência na redução das taxas de compostos N e P , são influenciados pelos 
manejos periódicos e contínuo, juntamente com o estágio de vida das macrófitas, pois esses 
compostos absorvidos e transformados em biomassa retornam ao meio ambiente quando 
morrem e decompõem-se, e na fase adulta (geralmente depois que florescem) perdem a 
eficiência da remoção desses compostos, sendo necessário a retirada das macrófitas em 
estágio adulto (ESTEVES, 2011). 
 
3. ​OBJETIVO GERAL 
● Avaliar, de forma experimental, um sistema de tratamento de efluentes do cultivo de 
tilápia, utilizando macrófitas aquáticas visando a remoção de compostos nitrogenados 
e fosfatados. 
 
3.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
● Avaliar a eficiência de duas espécies de macrófitas aquáticas na remoção de 
compostos nitrogenados e fosfatados; 
8 
 
● Verificar a eficiência da filtragem monitorando os parâmetros físico-químicos 
da água tratada (Temp.°C; pH; OD; amônia tóxica; nitrito; nitrato; fósforo 
total); 
● Calcular a taxa de remoção, em porcentagem, dos compostos nitrogenados e 
fosfatados. 
4. DESENVOLVIMENTO METODOLÓGICO 
Com o intuitode se obter resultados para essa pesquisa, a metodologia usada será a 
pesquisa experimental, pois necessita de condições técnicas de manejos e métodos de análise 
em bancadas e planilhas de laboratório, onde serão criados condições favoráveis e controladas 
para a realização do tratamento (SEVERINO, 1946). 
Para a realização da experimentação, será construído um sistema experimental para o 
tratamento de efluentes na Unidade Didática de Pesquisa em Aquicultura, no IFCE - campus 
Morada Nova. 
Em sua composição, o sistema terá basicamente duas filtragens: mecânica ​onde 
ocorrerá ​a remoção de partículas sólidas e química/biológica, com as macrófitas aquáticas, 
para remoção dos compostos nitrogenados (amônia, nitrito e nitrato) e fosfatados (fósforo 
total). 
Serão utilizadas as macrófitas aquáticas flutuantes ​E. crassipes ​(aguapé) e ​P. stratiotes 
(alface d’água), coletadas em corpos hídricos locais e levados ao laboratório para o devido 
tratamento, antes de serem inseridas no sistema. Dessa forma, será possível evitar 
contaminação por algum tipo de microorganismo indesejável que possa vir a causar algum 
dano nas macrófitas e prejudicarem o processo de experimentação. 
Os efluentes que irão ser tratados serão oriundos de um viveiro escavado, de um sistema 
de aquaponia e de um sistema de recirculação de água, localizados no IFCE - campus 
Morada Nova, e serão realizadas 3 repetições com cada macrófita e efluente, e 1 controle com 
cada efluente, mas sem as plantas aquáticas, em recipientes plásticos de volume conhecido, 
totalizando 18 unidades experimentais. 
Após a completa montagem e instalação do sistema, será iniciado o processo de 
tratamento e, para a verificação da eficiência do sistema, serão feitos testes periódicos uma 
vez ao dia, no período de 24, 48 e 72 horas. Para o monitoramento dos parâmetros da 
qualidade de água do efluente, ​serão medidos os principais causadores de mortalidades 
9 
 
eutrofização, nitrogênio (na forma de amônia, nitrito e nitrato), ​fósforo total, como também o 
pH, temperatura e oxigênio dissolvido. 
Para a medição dos parâmetros de temperatura, pH e Oxigênio dissolvido, serão 
utilizados um termômetro, um oxímetro e um pHmetro digital, respectiva e devidamente 
calibrados para que não ocorra erro ou distorção nas medições. Para a análise dos compostos 
nitrogenados e fósforo total, serão utilizados kits colorimétricos para análise da qualidade de 
água. 
Para a obtenção da concentração de amônia tóxica, será medida primeiramente o nível 
de amônia total das amostras de água, e, com base na sua temperatura e pH, realizar o devido 
cálculo apresentado no kit colorimétrico utilizado. 
Para verificação dos níveis adequados de cada parâmetro, serão utilizados como 
referência os níveis propostos por Sá (2012) e pela resolução do CONAMA n° 357 (2005) 
dispostos a seguir: 
● N-amônia tóxica: < 0,05 mg/L; 
● N-nitrito: até 1 mg/L; 
● N-nitrato; até 10 mg/L; 
● Fósforo total: 60 - 500 microgramas/L ou seja, de 0,06 - 0,5 mg/L; 
● O​2​D: desejável > 5 mg/L; 
● pH: 6.5 a 9; 
● Temperatura: entre 26 e 32 °C. 
Os resultados obtidos serão analisados utilizando o software Excel, e os dados serão 
submetidos a um teste estatístico-descritivo, comparando a eficiência de remoção dos 
compostos nitrogenados e fosfatados de cada espécie de macrófita testada em cada efluente. 
 
5. ​CRONOGRAMA DE ATIVIDADES 
Atividades a serem desenvolvidas FEV MAR ABR MAI JUN 
Escolha do tema x 
Leituras bibliográficas x 
Elaboração do projeto x x 
Revisão textual e gramática x x 
Apresentação oral​ ​do projeto x 
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Planejamento do processo experimental x x 
Desenvolvimento e montagem do sistema x x 
Análise dos parâmetros da água x 
Coleta dos dados x 
Análise e comparação dos resultados 
obtidos 
 x x 
Elaboração do artigo x x 
Apresentação do artigo x 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
SÁ, Marcelo V. C.. ​Limnocultura​: ​Limnologia para aquicultura​. Fortaleza: edições UFC, 
2012. 218 p. 
SÁ, Marcelo V. C. ​Manual de práticas laboratoriais em limnocultura (água e solo). 
Fortaleza: edições UFC, 2015. 56 p. 
NUNES, A.J.P. ​Tratamento de efluentes e recirculação de água na engorda de 
camarão marinho​. Revista Panorama da Aqüicultura, v.12, p.27-39, 2002. 
ESTEVES, Francisco de Assis. ​Fundamentos de limnologia. ​3. ed. Rio de Janeiro: 
Interciência, 2011. 790 p. 
SCHMIEGELOW, João M. Miragaia. ​O planeta azul: uma introdução às ciências 
marinhas​. Rio de Janeiro: Interciência, 2004. 
SILVA, M. S. G. M. e, LOSEKANN, M. E. HISANO, H. Aquicultura: manejo e 
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(Documentos / Embrapa Meio Ambiente; 95). 
COSTA, Ana Paula Javaroti da, et all. ​Um estudo sobre estações de tratamento de 
efluentes industriais e sanitários da empresa Dori Alimentos LTDA.1. ​Marília-SP: 
REGRAD - Revista de Graduação UNIVEM, 2009. 22 p. Disponível em 
file:///C:/Users/Maria%20Vitor/Downloads/165-1-584-2-10-20100301.pdf, acesso em 
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Resolução nº 357​, de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e 
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MOHEDANO, Rodrigo de Almeida, et all. ​Lemna valdiviana​: uma planta que além de 
tratar os efluentes alimenta os peixes cultivados. ​Santa catarina: revista panorama da 
AQUICULTURA, 2005. 
ASSUNÇÃO, A. W. A. ​TRATAMENTO DE EFLUENTE DE PISCICULTURA 
UTILIZANDO SISTEMA ​WETLAND ​POVOADO COM MACRÓFITAS AQUÁTICAS 
DE TRÊS TIPOS ECOLÓGICOS DIFERENTES. ​Jaboticabal: UNESP, 2011. 
RANA, K. J. 1997. Guidelines on the collection of structural aquaculture statistics. 
Supplement to the Program for the world census of agriculture 2000. FAO Statistical 
Development Series, 5b. Roma, FAO 56 p. 
SPERLING, Marcos Von. ​Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos​. 
Belo Horizonte: editora UFMG, 2014. 472 p. 
JÚNIOR.E.V. ​Sistema Integrado de Gestão Ambiental, Coleção Estratégia & negócios. 
São Paulo: Editora Ground, 1998, 224 p. 
SEVERINO, A. J. ​Metodologia do trabalho científico​. São Paulo: Cortez editora, 1946, 
304p. 
12