Eutrofização do açudes

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Eutrofização dos açudes do 
semi-árido brasileiro
José Luiz Attayde
UFRN, Natal, RN
Armando Ribeiro Gonçalves - RN
Nível do açude e o índice do MODIS (Verde –Vermelho)
Quais as fontes de nutrientes?
● Fontes pontuais: efluentes domésticos e 
industriais
● Fontes não pontuais ou difusas: efluentes 
agropastoris, drenagem urbana, deposição 
atmosférica de N e erosão do solo na bacia
● Fontes não pontuais são mais importantes nos 
açudes do semi-árido e são mais difíceis de 
controlar e regular do que as fontes pontuais
● Desertificação e eutrofização no semi-árido: 
duas faces da mesma moeda?
Fontes de N e P para 7
açudes do Seridó, RN
Dissertação de Vitor Hugo Vasconcelos 2011
Fatores de emissão
● Fontes Naturais (ton/ano):
– Atmosfera: área da bacia x deposição de N e P por área x 
retenção de N e P no solo
– Solos: área do solo x concentração de N e P no solo x perda 
de solo
● Fontes Antrópicas (ton/ano):
– Efluentes: pop humana x consumo de água per capita x 
concentração de N e P nas águas servidas
– Pecuária: pop animal x dejetos por cabeça x concentração 
de N e P nos dejetos x retenção de N e P no solo
– Agricultura: área do cultivo x quantidade de fertilizante por 
área do cultivo x percentagem de fertilizante perdido na 
aplicação
Emissões antrópicas
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Passagem das Traíras
Marechal Dutra
Boqueirão de Parelhas
Itans
Cruzeta
Sabugi
Carnaúba
Passagem das
Traíras
Marechal Dutra
Boqueirão de
Parelhas
Itans Cruzeta Sabugi Carnaúba
Efluentes (t.ano-1) 134,8 54,5 17,8 17,8 19,7 11,0 2,0
Pecuária (t.ano-1) 826,1 260,5 112,7 160,0 161,9 100,1 46,3
Agricultura (t.ano-1) 205,0 75,1 59,3 24,5 33,9 13,4 6,3
Fósforo
Emissões antrópicas
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Passagem das Traíras
Marechal Dutra
Boqueirão de Parelhas
Itans
Cruzeta
Sabugi
Carnaúba
Passagem das
Traíras
Marechal Dutra
Boqueirão de
Parelhas
Itans Cruzeta Sabugi Carnaúba
Efluentes (t.ano-1) 481,4 194,5 63,4 63,7 70,5 39,4 7,2
Pecuária (t.ano-1) 757,1 231,1 103,5 149,4 151,2 93,6 43,8
Agricultura (t.ano-1) 345,4 123,8 103,0 43,5 52,6 23,8 11,0
Nitrogênio
Modelo conceitual das relações de 
causalidade da eutrofização de lagos
Geologia
Uso do solo
Precipitação
Densidade
Populacional
Balanço
Hídrico
Carga de P
difusa
Carga de P
pontual
Morfometria
do lago
[P] na água
[clorofila a] na água
Transparência da água
Atividades
Econômicas
“filtros”
A ação dos “filtros” levam a profundas diferenças 
nas respostas dos ecossistemas ao enriquecimento 
por nutrientes: amplificando ou atenuando seus efeitos
[P] no sedimento
sedimentação
Carga de P
interna
Quais as consequências ?
● Aumento da produção primária de algas e plantas
● Acúmulo de matéria orgânica morta no sedimento 
● Depleção de oxigênio e liberação de gases tóxicos 
● Florações de cianobactérias tóxicas 
● Mortalidade de diversos organismos aquáticos
● Perda da biodiversidade aquática
● Diminuição da transparência da água 
● Perda do seu valor estético para fins de recreação 
● Perda da qualidade da água para consumo humano
● Prejuízos econômicos para a sociedade
Evidência de Bioensaios
0
50
100
150
200
250
300
350
C P N NP
c
h
lo
ro
p
h
y
ll
 a
 (
µ
g
/L
)
Treatments
Itans Lake
Total < 20 µm
0
50
100
150
200
250
300
350
C P N NP
C
h
lo
ro
p
h
y
ll
 a
 (
µ
g
/L
)
Treatments
Armando Ribeiro Lake
Total < 20 µm
Obs: Resultados de incubações no primeiro 
metro de profundidade. A partir do segundo 
metro já não há resposta à adição de 
nutrientes sugerindo limitação por luz . 
Teoria de lagos rasos
Scheffer 2009 Critical Transitions in Nature and Society. Princeton University Press
Como os ecossistemas mudam com 
o enriquecimento por nutrientes ? 
Scheffer 2009 Critical Transitions in Nature and Society. Princeton University Press
Depende da morfometria e 
profundidade do lago ...
Scheffer 2009 Critical Transitions in Nature and Society. Princeton University Press
Implicações para o manejo de lagos
Scheffer 2009 Critical Transitions in Nature and Society. Princeton University Press
Efeitos sobre a posição trófica de peixes
* * *
*
*
*
* *
Mesotrófico (branco) Eutrófico (cinza)
TP = 2 + (δ15NCons − δ
15NBase)/3.4
TP = Trophic Position
2 = TP of herbivores
δ15NCons = δ
15Nfish
δ15NBase = δ
15NMolusc
3.4 = average fractionation 
factor for non-herbivore 
consumers (Post 2002)
Eutrofização reduz a posição trófica de peixes onívoros e consequentemente de piscívoros
Açude Santa Cruz Açude Pau dos Ferros 
Rocha et al. 2016 (in prep.)
Como prevenir a eutrofização?
● Controlando as cargas externas pontuais de 
nutrientes (e.g. tratamento terciário de 
efluentes)
● Controlando as cargas externas difusas de 
nutrientes (e.g. conservação de matas ciliares)
● Controlando e gerenciando a pesca e a 
estocagem de peixes nos reservatórios: 
mecanismos de controle descendente do 
crescimento fitoplanctônico
Como prevenir a eutrofização?
● Controle das cargas externas pontuais de nutrientes 
– tratamento terciário de efluentes
– Denitrificação em Wetlands
● Controle das cargas externas difusas de nutrientes 
– boas práticas agropecuárias
– proteção da cobertura vegetal da bacia 
– conservação de matas ciliares
● Cobrança pelo uso e poluição da água 
– Instrumentos de comando e controle (e.g. padrões de emissão)
– Instrumentos econômicos (e.g. sistemas de preços ou prêmios )
Capacidade de carga de P
Dillon & Rigler 1974
Capacidade de Carga (Kg P/ano)
 
 [P] = 30 µg P l
-1
 [P] = 50 µg P l
-1
 
Reservatório 0% 5% 10% 0% 5% 10% 
Boqueirão de Parelhas 108 180 216 180 300 330 
Cruzeta 72 108 108 120 150 180 
Itans 108 180 216 180 330 360 
Gargalheiras 144 180 216 240 330 360 
Passagem das traíras 144 180 216 210 330 360 
Sabugi 36 72 72 60 90 120 
 
Classe II Classe III
Como restaurar lagos eutrofizados?
Métodos mais baratos
● Adição de Alumínio (PAC)
– Efeitos fortes de curto prazo, efeitos de longo prazo 
mais incertos
– Ausência de toxicidade se o pH do ambiente for 
próximo do neutro (6-8)
– Muitas experiências acumuladas em todo o mundo
● Biomanipulação (Pesca)
– Remoção de peixes planctívoros
– Remoção de peixes bentívoros
Biomanipulação clássica
Funciona em lagos tropicais?
Açudes do RN
Onívoros
(tilápias)
Herbívoros
(zooplâncton)
Autotrófos
(fitoplâncton)
Interações complexas (indiretas): 
•Competição aparente (AH,--)
•Mutualismo indireto (AH,++)
•Cascata trófica (OA,++)
•Competição por exploração (OH,--)
+
+
+
-
-
-
Efeitos diretos e indiretos da onívoria por peixes planctívoros
E os peixes bentívoros?
Espécies alvo para a biomanipulação
Tilápia (Oreochromis
niloticus) Curimatã (Prochilodus brevis)
Experimentos em mesocosmos
Experimentos em mesocosmos
● Hipótese: Ambas as espécies de peixe aumentam o 
aporte interno de fósforo e a biomassa fitoplanctônica, 
além de reduzirem a transparência da água, através de 
sua interação com o sedimento. 
● Desenho Experimental: fatorial 2 x 2, com dois níveis do 
fator peixe (presença/ausência) combinados com dois 
níveis de acesso ao sedimento (presença/ausência) 
aleatoriamente alocados em 20 mesocosmos de 8m3.
Resultados - nutrientes
Resultados – clorofila e secchi
Experimentos em mesocosmos
● Hipótese: O efeito da adição de Al é mais forte 
se peixes bentivoros (curimatã) forem removidos. 
● Desenho Experimental: fatorial 2x2 com dois 
níveis do fator peixe combinados com dois níveis 
do fator alumínio e aleatoriamente alocados em 
20 mesocosmos de 8m3.
Experimentos na escala 
de lagos inteiros
Remoção de peixes Adição de PAC 
Conclusões
● A eutrofização e a consequente perda da qualidade da 
água dos açudes restringe as opções atuais e futuras de 
gestão dos recursos hídricos do semi-árido brasileiro
● As cargas externas de nutrientes não devem ultrapassar 
a capacidade de carga dos açudes,que precisa ser 
estimada por nós limnólogos para cada açude em 
particular e usada pelos gestores como critério no 
licenciamento ambiental e outorga de uso de água.
● A adição de alumínio (PAC) combinada com a remoção 
de peixes bentívoros (curimatã) é uma técnica 
promissora para a restauração de açudes eutrofizados, 
mas que ainda precisa ser testada na escala real de 
manejo desses ecossistemas