Processo de eutrofização, causas, consequências, soluções

O eutrofização É um excesso de nutrientes contribuído para um corpo de água, gerando uma explosão populacional de algas, cianobactérias e plantas aquáticas. Esse fenômeno, por sua vez, causa a diminuição do oxigênio dissolvido na água e, portanto, afeta a vida subaquática.

O oxigênio dissolvido diminui devido à redução da fotossíntese por algas e plantas submersas. Isso ocorre tanto pelo bloqueio da luz solar devido à proliferação superficial da planta quanto pela maior taxa de consumo de oxigênio para essas populações.

Acumulação de eutrofização.

A eutróficização pode ocorrer devido a causas naturais, reduzindo as dimensões ou o fluxo de um corpo ou corpo excepcional que arrasta cargas nutricionais para os corpos de água. No entanto, na maioria dos casos, a eutrofização ocorre devido a causas geradas pelo ser humano (antropia).

O problema da eutrofização está crescendo em todo o mundo e mais da metade dos lagos do mundo sofre em algum nível. Da mesma forma, as áreas mortas proliferam nos mares devido à ocorrência desse fenômeno, identificando mais de 700 deles.

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Processo de eutrofização

A eutroficação começa com a contribuição da água de quantidades incomuns de nutrientes, especialmente nitrogênio (n) e fósforo (P). Essas contribuições podem vir de fontes naturais e humanas (antropia), mas, em qualquer caso, são um produto e causa de um desequilíbrio ecológico.

Organismos favoritos

Renda excepcional de nutrientes essenciais para o crescimento das plantas favorece o desenvolvimento de algas e plantas aquáticas invasoras. Pode ser fitoplâncton e macroalgas e também a proliferação de cianobactérias também.

Proliferação de algas de eutrofização. Fonte: Felix Andrews (Floybix) [CC BY-S (http: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0/]]

Esses organismos têm altas taxas de reprodução e estão crescendo rapidamente; portanto, contando nutrientes suficientes, eles têm vantagens competitivas. Eles crescem na superfície do corpo da água e cobrem toda a superfície.

A luz

Algas aquáticas flutuantes e plantas que cobrem a superfície impedem a luz solar pode penetrar nas camadas inferiores de água. Por causa disso, algas e plantas submersas não podem executar a fotossíntese e começar a morrer.

Oxigênio dissolvido

O bloqueio da fotossíntese subaquática devido a essa proliferação superficial da massa da planta também implica a diminuição do oxigênio dissolvido na água. Além disso, outras fontes de oxigênio dissolvido são limitadas, como troca com a atmosfera devido ao bloqueio que a massa da planta de superfície exerce.

Demanda de oxigênio

Abaixo da superfície, a atividade dos organismos decomponentes, especialmente bactérias e arcos aumenta. Isso implica um aumento na demanda dissolvida de oxigênio, que é reduzida.

O aumento da atividade em decomposição é uma conseqüência do maior fornecimento de produto de matéria orgânica da explosão da população superficial. Também influencia o aumento da morte de organismos subaquáticos.

A contribuição interna da matéria orgânica e externa por efluentes contaminados requer mais oxigênio para a estabilização bioquímica (demanda bioquímica de oxigênio). Quando o oxigênio é escasso, se acumula uma matéria orgânica semi-desbotada, todo o ecossistema entra em crise e a vida desaparece.

Causas

A eutrofização é causada por uma substância de nutrientes superiores ao equilíbrio usual do ecossistema. O que pode acontecer por causas naturais e artificiais, embora as primeiras sejam raras.

- Causas naturais

Em alto mar

As correntes de águas frias profundas podem causar explosões populacionais de fitoplâncton, arrastando nutrientes do leito oceânico para a superfície (emergências). Da mesma forma, proliferações ou afloramentos de algas são fenômenos naturais causados ​​por diferentes fatores favoráveis ​​ao crescimento do fitoplâncton.

Nessas condições favoráveis, ocorrem aumentos incomuns da população em dinoflagelados e diatomáceas. Algumas espécies de microalgas são inofensivas e benéficas, mas outras são algas tóxicas, como o gênero dinoflagelados Alexandrium. 

Essa toxicidade se deve à emissão pelas microalgas de toxinas como saxitoxina, cigarros e gonatoxinas.

Em água doce

Os rios em sua derivação ao longo do canal geram meandros ou curvas marcadas, que às vezes permanecem isoladas. Dessa forma, ocorrem lagoas de ferradura, que se alimentam de água da chuva, escoamento ou transbordamento periódico do rio.

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Nesses depósitos de água, há uma concentração de nutrientes superiores aos do rio, porque não há fluxo de saída. Portanto, fenômenos naturais de eutrofização com proliferação de algas e vegetação aquática ocorrem.

- Causas antrópicas

A causa mais importante de eutrofização hoje é a contaminação de corpos de água por atividades humanas. Especialmente esgoto sem tratamento adequado e contaminação difusa da agricultura que é o mais importante em todo o mundo.

Fertilizantes e pesticidas

Os fertilizantes químicos consistem em compostos especialmente formulados para fornecer nutrientes essenciais para o crescimento das plantas. A fórmula principal de fertilizantes inclui nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K).

Eutrofização. Fonte: f. Lamiot (trabalho próprio) [CC BY-SA (https: // criativeCommons.Org/licenças/BY-SA/2.5)]

Nos sistemas agrícolas, a aplicação desses produtos é ineficiente; portanto, cerca de 60% é lavado por água do escoamento. Esses nutrientes terminam nos corpos da água, como rios ou finalmente lagos e oceanos, transportados por água de escoamento.

Efluentes urbanos

As famílias, escritórios e fábricas contribuem com uma grande quantidade de matéria orgânica e substâncias inorgânicas que promovem a eutrofização. O esgoto doméstico carrega uma alta carga de matéria orgânica que, se não for refinada, atinge os corpos de água.

Sabão e detergentes usados ​​em higiene pessoal, casa e outras instalações, também incluem fosfatos e nitratos.

Chuva ácida

As indústrias emitem gases que contêm óxidos de nitrogênio, entre outros compostos. Esses gases ao reagir com vapor de água produzem ácidos que precipitam e atingem os corpos de água.

Esses compostos são fontes adicionais de nitratos que são um dos principais nutrientes que promovem a proliferação de plantas.

O aquecimento global

O aumento das temperaturas globais favorece a eutrofização, já que as águas quentes promovem a proliferação de algas e plantas aquáticas. Por outro lado, a quantidade de oxigênio dissolvido diminui em proporção ao aumento da temperatura da água.

- Fatores adjuvantes

Outros fatores contribuem para o desenvolvimento da eutrofização, incluindo falta de mobilidade da água, baixa profundidade, fluxo reduzido e altas temperaturas da água. Quanto menos água existe no ecossistema aquático ou mais lento é sua taxa de renovação, mais rápido a saturação de nutrientes é alcançada.

Consequências

A eutrofização é um problema sério que afeta principalmente. Mundialmente.

- O desaparecimento da vida no ecossistema

A principal conseqüência da eutrofização é a diminuição da biodiversidade no ecossistema e, finalmente, o desaparecimento da vida aquática. Nos estágios iniciais, o excesso de nutrientes favorece a proliferação de organismos invasores que mostram rápido crescimento e reprodução nessas condições.

Eutrofização no rio Potomac (Estados Unidos). Fonte: Alexandr Trubetskoy [CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)]

Na medida em que essas espécies predominam, elas se movem para o restante da espécie do ecossistema, reduzindo sua diversidade biológica. À medida que a eutrofização avançou, as condições no nível subaquático se tornam desfavoráveis ​​à vida e os organismos morrem.

Dessa forma, peixes, algas e plantas desaparecem, assim como outros organismos aquáticos por não ter oxigênio e luz. O destino final, se a eutrofização é o desaparecimento quase total da vida aquática.

Gases tóxicos

A atividade de bactérias anaeróbicas produz gases tóxicos, como sulfeto de hidrogênio, causando grande mortalidade de organismos aquáticos.

Impacto em toda a área

O impacto se estende aos ecossistemas terrestres, uma vez que os seres vivos que dependem do corpo de água também perecem ou migram. Isso se deve à perda da fonte de alimento e à degradação da qualidade da água potável.

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- Diminuição da produção de alimentos

Nas áreas eutrofizadas, a produção de alimentos diminui diminuindo a pesca porque os primeiros organismos a serem afetados são peixes. Estes, no caso de rios e mares, são forçados a deixar a área, enquanto nos lagos eles acabam desaparecendo.

- Perda de fontes de água potável

A água potável deve atender às condições de qualidade, incluindo nível de oxigênio dissolvido, pH e ausência de impurezas orgânicas e inorgânicas. Quando a eutroficação ocorre, a água do ecossistema reduz seu teor de oxigênio dissolvido e acumula grandes quantidades de matéria orgânica de decomposição.

Por sua vez, isso é prejudicial à saúde e causa maus odores e mudanças de cores, incompatíveis com seu uso como água potável. O pH da água é alterado, tornando -se mais ácido devido à presença de ácidos orgânicos.

Condições saudáveis

A saúde pública pode ser afetada pelo consumo de água não potável a partir de corpos d'água eutróficos. Além disso, a proliferação de certas microalgas fornece toxinas para a água e os organismos que a consomem.

Da mesma forma, o aumento das bactérias anaeróbicas gera a emissão de gases tóxicos, como sulfeto de hidrogênio e metano.

- Diminuição da atividade turística

Os ecossistemas aquáticos são pólos importantes de atração turística, gerando fontes de trabalho e desenvolvimento local. Esses benefícios são ameaçados pela eutrofização, pois afeta a biodiversidade e os valores da paisagem da área.

- Perdas econômicas

Como conseqüência de tudo isso, a eutrofização traz grandes perdas econômicas em termos de diminuição da pesca, renda turística e uso de água.

Soluções

As soluções para o problema da eutrofização devem ser focadas da perspectiva da prevenção do fenômeno e de sua remediação.

- Prevenção

O ponto de partida para a prevenção da eutrofização é a consciência do cidadão sobre sua existência, causas e consequências. Dessa forma, os cidadãos podem tomar pressão para as medidas necessárias a serem tomadas.

Evite a poluição da água

A solução substantiva para o problema da eutrofização devido a causas antropia é a redução da poluição da água. Para isso, é necessário implementar o tratamento adequado do esgoto doméstico e industrial antes de receber alta nos corpos da água.

Também é necessário controlar outras fontes indiretas de poluição da água, como emissões de gás que geram chuva ácida.

Novo modelo agrícola e gado

A poluição da água causada por atividades agrícolas e de gado é difusa, ou seja, elas não podem identificar fontes de poluir exatamente exatamente. De tal maneira que a solução para o problema da contribuição dos poluentes para essas atividades é alterar os esquemas de produção tecnológica.

É necessário agricultura que use menos suprimentos, especialmente fertilizantes e herbicidas, compostos que fornecem nitritos e fosfatos para a água. Assim, os sistemas agrícolas de circulação fechada de nutrientes, como hidroponia, são menos poluentes em termos de contribuições aos ecossistemas.

Atenção ao gerenciamento de resíduos orgânicos, a coleta e tratamento de esgoto em sistemas de produção animal também são necessários.

- Correção

Uma vez que o processo de eutrofização de um corpo de água, existem várias alternativas para remediar o problema.

Extração da massa vegetal

Dada a proliferação de plantas aquáticas flutuantes, como Lenna (Lennaceae), Bora (Eichhornia crassipes) ou outros, é viável implementar programas de coleta. Isso consiste em remover massivamente as plantas da superfície do corpo da água por arrasto maias.

Purificação da água

Em casos graves de contaminação, a água pode sofrer tratamentos de purificação recirculando do corpo da água para as estações de tratamento.

Controle biológico

Existem alguns organismos que consomem as algas e plantas aquáticas que proliferam na eutrofização. Foram utilizados protistas de estômago do pastor heterotrófico, ou seja, eles consomem microalgas para reduzir as populações que proliferam a eutroficação.

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O fungo também foi usado Piaropi Cercospora para o controle de Eichhornia crassipes, Um angiosperma flutuante que prolifera em condições eutróficas.

Controle químico

Causar a floculação e a precipitação de microalgas é uma alternativa, especialmente em casos de proliferações de algas tóxicas. Isso é conseguido adicionando produtos como hipoclorito de sódio (NAOCL), argilas (caulinita) ou combinações como cloreto de polialumina com bentonita. Esses produtos atraem e aderem as microalgas que formam flocos ou massas que depois precipitam para o fundo.

Exemplos de áreas com eutrofização

Eutrofização no mar Cáspio. Fonte: Jeff Schmaltz, Equipe de Resposta Rápida de Modis, NASA/GSFC [domínio público]

- Áreas ou áreas mortas marinhas

O Programa do Meio Ambiente das Nações Unidas indica a existência de mais de 700 áreas mortas nos oceanos do mundo. Essas áreas mortas são devidas a uma baixa concentração de oxigênio dissolvido devido à eutrofização e sua área estimada é maior que 240.000 km².

A zona morta do Golfo do México

Uma das áreas mortas marinhas mais extensas do mundo é a zona morta do So So -do Golfo do México. Isso é mais de 20.700 km² de sofrimento do mar sérios problemas de eutrofização, com a proliferação de macro e microalgas flutuantes.

A causa central da eutrofização desta área são as águas contaminadas do rio Mississippi que tem a boca no Golfo. O Mississippi atravessa grande parte da zona agrícola norte -americana, sendo uma bacia de coleta de água com uma alta carga de poluentes agrícolas.

- O mar negro

Neste mar interno localizado entre a Europa e a Ásia, desde a década de 1970, um aumento na proliferação de algas foi indicado. Isso resultou na diminuição das populações de espécies rasas.

De acordo com as informações da Agência Ambiental Europeia, todos os verões ocorrem fenômenos de hipóxia e produto da atividade de algas. Tudo isso devido à eutrofização pelos nutrientes fornecidos por atividades agrícolas e industriais na bacia deste mar.

Sensibilidade à eutrofização

Sendo um mar interior cuja única conexão oceânica indireta é o canal de Bósforo, a renovação das águas é muito lenta. Isso, juntamente com os altos níveis de contaminação das bacias que a alimentam, a torna especialmente suscetível à eutrofização.

De fato, as concentrações médias de nitratos e fosfatos aumentaram 18 vezes de 1960 a 1992. As maiores contribuições dos poluentes vêm do Danúbio, Dnieper e Dniéster Rivers.

- Lago Valencia

Este lago, também chamado Lake Tacariguas, está localizado no centro norte da Venezuela com uma área de 344 km². Forma uma bacia endorhica, ou seja, fechado, 3.140 km². Muitos de seus afluentes estão passando por cidades no centro do país, como Valência e Maracay, com altas populações e áreas industriais.

Bacia do lago Valência (Venezuela). Fonte: FEV [domínio público]

A maioria das águas residuais urbanas e industriais são derramadas em rios convertidos em canais de drenagem sem tratamento adequado. Isso gerou que grandes quantidades de poluentes, incluindo nutrientes orgânicos e inorgânicos, acumularam -se por décadas.

Desde 1974, as concentrações de nitrogênio dobraram e as de fósforo triplicado no lago. Localizado acima do que foi admitido em 146% para nitrogênio e 250% para fósforo. Tudo isso causou um extenso fenômeno de eutrofização que é muito avançado hoje.

Referências

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