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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
ENGENHARIA AMBIENTAL
Controle do fósforo em reservatório eutrofizado no semiárido: experimento em
microescala com a técnica "flock & lock".
Débora Heloisa Xavier Silva
NATAL
2017
Débora Heloisa Xavier Silva
Controle do fósforo em reservatório eutrofizado no semiárido: experimento em
microescala com a técnica "flock & lock".
Trabalho de conclusão de curso, apresentado à
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
como parte dos requisitos para obtenção do
título de Engenheira Ambiental.
Orientadora:Drª.Fabiana Oliveira de Araújo
Co-orientadora: Profª. Drª.Vanessa Becker
NATAL
2017
Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN
Sistema de Bibliotecas – SISBI
Catalogação da Publicação na Fonte - Biblioteca Central Zila Mamede
Silva, Débora Heloisa Xavier.
Controle do fósforo em reservatório eutrofizado no semiárido: experimento em microescala com a técnica
"flock&lock “/ Débora Heloisa Xavier Silva. - Natal, 2017.
20f.: il.
Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Curso
de Engenharia Ambiental.
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Fabiana Oliveira de Araújo.
Coorientadora: Prof.ª Dr.ª Vanessa Becker.
1. Eutrofização – Monografia. 2. Flock&lock - Monografia. 3. Fósforo– Monografia. 4. PAC–
Monografia. I. Araújo, Fabiana Oliveira de. II. Becker, Vanessa. III. Título.
RN/UF/BCZM CDU 556.18(813.2)
Agradecimentos
A Deus por ter me feito chegar até aqui, por ter me proporcionado realizar
sonhos que antes eram tão distantes, pelas alegrias, pelas tristezas e obstáculos
vencidos, por ter me proporcionado momentos e experiências que me tornaram uma
pessoa melhor. Ao grupo ELISA (Estudos Limnológicos do Semiárido), FINEP
(Financiadora de Estudos e Projetos) pelo suporte técnico para a realização dos
experimentos. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
(CNPq) pela concessão da bolsa PIBIC de Iniciação Científica, onde dei início as
minhas pesquisas. À minha orientadora, Profª. Dra. Fabiana Araújo, por ter me acolhido
tão bem desde o começo, quando comecei a me envolver nos projetos de pesquisa, por
toda atenção, ajuda compreensão, gentileza e amizade. À minha co- orientadora Prof.ª
Dra. Vanessa Becker, por me acompanhar desde o início sempre me inspirando pelo
profissionalismo e amor dedicados à vida acadêmica, admiro sua postura, determinação
e amor a sua profissão. Ao Laboratório de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental
(LARHISA) pelo espaço concedido para a realização de minhas pesquisas e
experimentos do meu Trabalho de Conclusão de Curso. A meus pais por sempre
acreditarem em mim, por ter sempre investido em meu futuro, por serem meus maiores
amigos. Ao meu irmão Lucas, que é o meu melhor amigo, pelo apoio de sempre. Ao
meu querido namorado Anderson pelo apoio, pelo carinho e incentivo. A minha tia
Ceiça, por me apoiar sempre em todos os meus sonhos. Aos meus avós paternos in
memoriam (Elza e João), ao meu avô materno in memoriam (Louro) e a minha avó
materna que poderá presenciar por todos eles este momento, pelo imensurável amor,
carinho que só vocês sabem dar. Aos meus amigos que tive a oportunidade de conhecer
na Engenharia Ambiental (Daniel, Iasmin, Nataly, Claúdia e Wagner) e também na
convivência no LARHISA (Ingridh, Fabiana, Hérika, Camila, Aline, Dalila, Jéssica
Papera, Jéssica Leite, Isabel, Neuciano, Jonas, Carlos, Isaac e Raul). A todos que de
alguma forma contribuíram para a minha formação acadêmica meu muito obrigado.
Resumo
Controlar a entrada de fontes externas de fósforo no corpo aquático, bem como o
fósforo lançado a partirdo sedimento é determinante para mitigar os efeitos da
eutrofização. Estudos revelam que a ação conjunta de floculantes com argilas é
eficientena remoção do fósforo da coluna de água devido a sedimentação e inativação
deste no sedimento. Este estudo realizou experimentos de laboratório em microescala
para testar a eficiência de dois floculantes, policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de
alumínio (Al2SO4), isoladamente ou combinados com a argila bentonita modificada com
lantânio (BML), Phoslock®, e com a argila bentonita natural (BEN), na redução da
concentração de fósforo total e reativo solúvel em amostras de água do reservatório de
Gargalheiras, na região semiárida do Brasil. Os resultados apontam, sob as condições
apresentadas e na execução dos experimentos, que a utilização do floculantes
policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de alumínio (Al2SO4), isolados e associados às
argilas bentonita modificada com lantânio (BML), Phoslock®, e a bentonita natural
(BEN) reduz significativamente o fósforo total, no entanto não foi observado nenhum
efeito sobre a redução do fósforo reativo solúvel.
Palavras Chave: “flock & lock”, Eutrofização, fósforo, PAC e Phoslock®.
Abstract
Controlling an input of external sources of phosphorus into the aquatic body as well as
the phosphorus released from the sediment is crucial to mitigate the effects of
eutrophication. Studies show that the joint action of flocculants with clays is efficient
removal of phosphorus from the water column due to sedimentation and inactivation of
this in the sediment. This study carried out microscale laboratory experiments to test the
efficiency of two flocculants, of aluminum polychloride (PAC) and aluminum sulphate
(Al2SO4) alone or in combination with lanthanum modified bentonite (BML),
Phoslock®, and natural bentonite clay (BEN), in the reduction of total and reactive
phosphorus concentration soluble in water samples from the Gargalheiras reservoir, in
the semi-arid region of Brazil. The results show that the use of aluminum polychloride
(PAC) and aluminum sulphate (Al2SO4) flocculants, isolated and associated with
lanthanum modified bentonite (BML), Phoslock®, and the natural bentonite (BEN)
significantly reduces total phosphorus, however no effect on the reduction of soluble
reactive phosphorus was observed.
Keywords: “flock & lock”, Eutrophication, phosphorus, PAC and Phoslock®.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................5
2. MATERIAIS E MÉTODOS...............................................................................7
3. RESULTADOS .................................................................................................10
4. DISCUSSÕES....................................................................................................14
5. CONCLUSÕES.................................................................................................16
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...........................................................17
5
1. INTRODUÇÃO
Reservatórios de água tem uma importância global, pois além de terem uma
função ambiental, servem para atividades de recreação, pesca, agricultura,
dessedentação de animais e abastecimento humano. Contudo o crescimento da
população mundial vem sobrecarregando os recursos naturais, dessa maneira há um
aumento na geração de resíduos sólidos, gases e líquídos e consequentemente a
degradação dos ecossistemas naturais, um exemplo são os ecossistemas aquáticos
(Cooke et al., 2005).
Sendo assim surge como uma preocupação a deterioração da qualidade da
água, já que uma água de boa qualidade é essencial para uma boa qualidade de vida e
manutenção dos ecossistemas aquáticos. Um dos principais problemas relacionados à
degradação da água é a eutrofização a qual é definida como sendo o processo de
enriquecimento dos corpos d’água por nutrientes, principalmente o nitrogênio e o
fósforo, que pode provoca a proliferação de algas nocivas, mortandade de peixes e
muitos problemas relacionados, levando ao desequilíbrio ecológico do ecossistema
(Schindler, 2012). A eutrofização natural depende das características naturais da bacia e
das caraceríticas da geologia local (Smith & Schindler, 2009), já a eutrofização cultural
é o problema de qualidade da água mais comum na Terra, causada pelo enriquecimento
de nutrientes nos corpos d’água provenientes de atividades antrópicas, tanto em água
doce quanto em regiões costeiras que são adjacentes a áreas com grandes populações
humanas (Schindler, 2012).
O semiárido brasileiro é uma região caracterizada pela ocorrência de poucas
chuvas, períodos extensos de escassez de água e altas taxas de evaporação (Barbosa et
al., 2012). Sendo assim a água permanece por um período de tempo maior no
reservatório, ocasionando uma maior concentração de nutrientes, provenientes de fontes
externas como a pecuária e agricultura (Mesquita, 2009; Oliveira, 2012), ocasionando
no reservatório um estado eutrófico ou hipereutrófico, com frequentes florações de algas
(Panosso et al., 2007; Medeiros et al., 2015).
Com a finalidade de proteger o abastecimento de água potável, o equilíbrio
ecológico e reduzir a eutrofização, devido ao aumento da biomassa algal (Huisman et
al., 2013), muitas técnicas de restauração tem sido aplicadas principalmente através da
redução da descarga de nutrientes por fontes antropogênicas, tipicamente o nitrogênio
(N) e o fósforo (P). Tanto o fósforo como o nitrogênio são responsáveis pelo processo
6
de eutrofização, no entanto o fator limitante para eutrofização e a ocorrência de
florações de cianobactérias é o fósforo (Schindler, 2012), pois o nitrogênio apresenta
fase gasosa e algumas cianobactérias possuem a capacidade de fixar nitrogênio
atmosférico (Padisák, 1997). Sendo assim o fósforo é foco de técnicas de restauração e
manejo de lagos eutrofizados.
A restauração de ecossistemas aquáticos tem como objetivo retornar um
sistema que se encontra eutrofizado a condições oligotróficas, ou estado de águas claras.
O primeiro e mais óbvio passo para a melhoria da qualidade do lago ou reservatório de
água é limitar, desviar ou tratar a carga externa excessiva de nutrientes e materiais que
possam contaminar o corpo aquático. No entanto a alta fertilização interna de fósforo é
um fator determinante para o retardamento da recuperação de lagos após a redução da
carga externa (Cooke et al., 2005; Søndergaard, 1988), uma vez que o fenômeno da
liberação de fósforo pode durar por um longo período após a intervenção (Søndergaard
et al., 2003). Portanto, é fundamental a utilização de técnicas de manipulação ou
modificação dos processos físicos, químicos e biológicos, que contribuem para
fertilização interna (Cooke et al., 2005), visando mitigar os efeitos da eutrofização.
Os métodos de restauração química utilizam diversos compostos químicos,
tais como sais metálicos, solos naturais ou modificados (Hickey & Gibbs, 2009), e
visam principalmente o controle da carga de P da coluna de água de ecossitemas
aquáticos, levando a limitação da produção primária por este nutriente (Reitzel et al.,
2013). Dentre essas técnicas é importante ressaltar a existência da geo engenharia
(Lurling et al., 2016), que tem o objetivo de manipular os ciclos biogeoquímicos com o
intuito de melhorar a estrutura e função ecológica dos reservatórios de água e controlar
a eutrofização, reduzindo o fósforo da coluna d’água e a liberação dele pelo sedimento,
consequentemente implicando na redução do acúmulo de cianobactérias em águas
superficiais, acelerando assim a recuperação (Mackay et al.,2014).
Dentre as técnicas da geo engenharia é importante falar sobre a técnica “flock
& lock" que é um tratamento que inclui inativação do fosfóro reativo solúvel, a
precipitação do P particulado e a imobilização do fósforo presente no sedimento (Van
Oosterhout & Lürling, 2011). A técnica consiste na aplicação de um floculante para
formação de flocos da matéria particulada e, posteriormente, a aplicação da argila
adsorvente do fósforo dissolvido na coluna d’água e que funciona como lastro,
permitindo a sedimentação dos flocos formados para o fundo do lago. No sedimento, a
argila adsorvente ainda permitirá o bloqueio da liberação do fósforo deste
7
compartimento para a coluna de água. Esta técnica resulta na redução do fósforo
particulado da coluna dágua, através da redução da biomassa de algas e outros
compostos particulados, além da redução do fósforo dissolvido na coluna de água e no
contole da fertlização interna (Li & Pan, 2013; Noyma et al., 2015).
Diversos estudos vem mostrando a aplicabilidade da técnica. Em abril de 2008
no lago Rauwbraken na Holanda, a técnica foi aplicadacom a utilização do policloreto
de alumínio associado com a argila bentonita modificada com latânio (Lürling & Van
Oosterhout, 2013). A mesma técnica pode ser utilizada também com intuito de remover
apenas a biomassa algal, característica de ambientes eutrofizados (Noyma et al., 2015;
Magalhães et al., 2016).
Diante do exposto, o objetivo deste trabalho é avaliar a utilização da técnica
"flock & lock" na remoção e inativação do fósforo da coluna d’água em um reservatório
eutrofizado na região semiárida através de experimentos de microescala em laboratório.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 Caracterização da área de estudo
O reservatório Marechal Eurico Gaspar Dutra, também conhecido como Açude
de Gargalheiras, está inserido na região tropical semiárida (06°2’3’’S; 36°3’0’’W),
localiza-se na bacia hidrográfica do Rio Piranhas-Açu, possui capacidade máxima de
44.421.480,38 m3, no entanto no período da coleta ele possuía 0,41% de seu volume
máximo, equivalente a 183.157,66 m3 (SEARH/RN). Localizado no município de
Acari, Estado do Rio Grande do Norte, Brasil. Este reservatório é utilizado para o
abastecimento dos municípios de Acari e Currais Novos.
8
Figura 1. Mapa de localização do ponto de coleta no reservatório de Gargalheiras, Rio Grande
do Norte, Brasil.
2.2 Amostragem da água bruta
As amostras de água utilizadas no experimento foram coletadas no mês de
janeiro de 2017 no reservatório de Gargalheiras (GAR) em um ponto próximo ao
barramento. As amostras integradas da coluna d’água foram coletadas com a garrafa de
Van Dorn e armazenadas em garrafas de polietileno com capacidade de 20 litros. Após
esse procedimento as amostras foram levadas e mantidas no laboratório até o início dos
experimentos. Os parâmetros de turbidez e pH (APHA, 2012), fósforo total
(Valderrama, 1981), fósforo solúvel reativo (FSR) (Murphy & Riley, 1962) e
substâncias húmicas (Leenheer & Croué 2003) foram analisados para caracterização da
água bruta do reservatório.
2.3 Caracterização da água do reservatório
A água apresentou um pH = 8,94, turbidez = 87,3 NTU, substâncias húmicas =
0,445 nm. O fósforo solúvel reativo apresentou uma concentração de 12 µg.L-1,
enquanto que o fósforo total apresentou concentrações altas de 98 µg.L-1.
2.4 Produtos químicos
9
Foram utilizados dois floculantes e duas argilas adsorventes no experimento. O
floculante PAC (Policloreto de Alumínio; Aln(OH)mCl3n-m, ρ = 1,36 kg L-1) foi obtido
na Companhia de Abastecimento e Esgotos do Rio Grande do Norte – CAERN (Sabará
Químicos e Ingredientes S.A – Pernambuco, Brasil). O sulfato de alumínio
(Al2SO4)3.(14-18)H20 que foi utilizado no experimento apresentou grau de pureza (98,0
– 102,0 %), conforme hidratação.
Como adsorventes de fósforo foram utilizados uma argila bentonita natural
(BEN) disponibilizada pela Bentonisa (Paraíba, Brasil) e uma bentonita modificada com
lantânio (Phoslock®) (BML), obtida a partir da Hydro Science (Porto Alegre, Brasil) e
desenvolvida pela CSIRO (Commonwealth Scientificand Industrial Research
Organisation) na Austrália. A bentonita foi modificada a partir de um processo de troca
de íons por meio do qual os íons de lantânio deslocam os íons sódio dentro de uma
matriz argílica de bentonita e tornam-se o componente ativo (Douglas, 2002).
2.5 Delineamento experimental
O experimento foi dividido em três etapas para testar a eficiência da técnica
“flock & lock” na remoção de fósforo total e dissolvido. A primeira etapa visou
determinar a dose de floculante a ser utilizada; a segunda etapa foi realizada para
determinar a escolha da dose ideal para remover fósforo do adsorvente combinada com
a dose de floculante determinada na primeira etapa. Já a terceira etapa foi realizada para
definir qual o tratamento é mais efetivo para remoção e inativação do fósforo, utilizando
os floculantes e os adsorventes de fósforo nas doses definidas nas etapas 1 e 2 de
maneira isolada ou combinada.
Dessa maneira amostras de água bruta de 100 ml foram colocadas em tubos de
vidro com capacidade de 110 ml e homogeneizadas. Os tratamentos aplicados foram:
controle (sem adição de produtos), flock (adição de floculante), lock (adição de
adsorvente) e “flock & lock” (combinação de floculante com adsorvente), com 3
réplicas cada. Para o reservatório de Gargalheiras o tempo de sedimentação escolhido
foi de uma hora (baseado na sedimentação natural da biomassa algal). Após a aplicação
do tratamento e o tempo de sedimentação, parcelas de 30 ml foram coletadas do topo
para análises das concentrações de fósforo solúvel reativo (FRS) e fósforo total (PT).
Na primeira etapa do experimento, foi analisado o efeito separado do PAC e do
Al2SO4 na redução do fósforo total e dissolvido no topo dos tubos. As dosagens testadas
para o PAC e o Al2SO4 foram 0, 2, 4, 6, 8 mg.Al.L-1. Imediatamente após a adição dos
10
floculantes, todos os tubos foram agitados rapidamente e deixados em repouso por 1
hora. Para esta etapa foram escolhidas as doses dos floculantes que mais reduziu a
concentração de FSR e PT no topo dos frascos.
Na segunda etapa do experimento, as dosagens determinadas na primeira etapa
foram analisadas de maneira individual e combinadas com diferentes concentrações dos
lastros BML e BEN, as quais foram 0, 50, 100, 200 e 400 mg.L-1. Sendo assim o
objetivo desta etapa foi escolher a dose ideal dos adsorventes que, combinada com as
doses definidas dos floculantes, mais reduziu as concentrações de PT e FSR no topo dos
frascos.
Para avaliar a eficiência de cada tratamento e determinar a escolha da dose nas
duas primeiras etapas, foi realizada uma análise estatística do tipo ANOVA one-way,
seguido do teste de Tukey a posteriori, o nível de significância utilizado nos testes foi
de p≤ 0,05. Nessas etapas a dose escolhida foi à dose que apresentou redução
significativa nas concentrações de fósforo total e dissolvido.
Na terceira etapa os experimentos foram realizados em um equipamento padrão
de jartest (PoliControl – FlocControl III), através do método de ensaio convencional
com mistura rápida (rotação de 300 rpm por 30s), mistura lenta (rotação de 30 rpm por
20 min) e sedimentação (60 minutos), utilizando beckers contendo 800ml de água da
amostra integrada da coluna d’água do reservatório. Nesta etapa as amostras foram
submetidas aos seguintes tratamentos com 3 réplicas cada: CONTROLE, PAC, Al2SO4,
BEN, BML, PAC + BEN, PAC + BML, Al2SO4 + BEN e Al2SO4 + BML, com
utilização das doses dos floculantes e dos lastros escolhidas nas etapas 1 e 2 do
experimento. Após o método de ensaio convencional aplicado, foram coletados 50 ml
do topo dos beckers para determinação dos parâmetros fósforo total e fósforo reativo
solúvel.
Para testar a eficiência dos floculantes e dos adsorventes isolados e
combinados na terceira etapa foi realizada uma análise ANOVA two-way sendo flock
considerado o primeiro fator e o lock como o segundo fator. O nível de significância
utilizado nos testes foi de p≤ 0,05.
3. RESULTADOS
Na primeira etapa dos experimentos, onde foi observado os efeitos dos
floculantes PAC e Al2SO4 na redução das concentrações do fósforo total no topo dos
11
tubos, foi escolhida a dosagem de floculantes de 4 mg.Al.L-1 (Figura 2). Contudo, não
foi observado efeito significativo na redução do fósforo dissolvido em relação ao
controle para ambos floculantes testados (Figura 3). Durante o processo de
sedimentação, foi observado que os flocos formados pela adição do floculante PAC
eram mais densos na medida em que a dosagem do floculante era aumentada,
diferentemente do que foi observado na aplicação de Al2SO4, o que resultou numa
maior remoção de fósforo total nos tratamentos com PAC.
Figura 2: Concentração do fósforo total (µg.L-1) no topo dos tubos (30 ml) das amostras de água
do reservatório Gargalheiras 1 hora após a adição das concentrações de 0, 2, 4, 6 e 8 mg.Al.L-1
dos floculantes (a) policloreto de alumínio (PAC) e (b) sulfato de alumínio (Al2SO4).
Figura 3: Concentração do FSR(µg.L-1)no topo dos tubos nas amostras de água do reservatório
Gargalheiras1 hora após a adição das concentrações de 0, 2, 4, 6 e 8 mgAl.L-1 dos floculantes
(a) policloreto de alumínio (PAC) e (b) sulfato de alumínio (Al2SO4).
Na etapa 2 combinação da dosagem de 4 mg.Al.L-1 de ambos floculantes com
diferentes concentrações dos adsorventes BEN e BML resultou na redução significativa
na concentrações de fósforo total (Figura 4). Portanto, a dose do adsorvente escolhida
foi de 50 mg.L-1 para ambos. Com relação à redução da concentração de fósforo
dissolvido, não foi possível observar efeito da combinação dos floculantes com os
adsorventes (Figura 5), com exceção da combinação de 4 mg.Al.L-1 de PAC com 50
mg.L-1 de bentonita (Figura 5a).
12
Figura 4: Concentração do fósforo total(µg.L-1)no topo dos tubos nas amostras de água do
reservatório Gargalheiras1 hora após a adição das concentrações de 4 mg.Al.L-1 do
floculantepolicloreto de alumínio (PAC) em combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com
bentonita modificada com lantânio (BML); 4 mg.Al.L-1 do floculante sulfato de alumínio
(Al2SO4) combinado com (c) bentonita (BEN) e (d) com bentonita modificada com lantânio
(BML). As doses testadas dos adsorventes foram: 50, 100, 200 e 400 mg.L-1.
Figura 5: Concentração do fósforo dissolvido (µg.L-1) no topo dos tubos nas amostras de água
do reservatório Gargalheiras 1 hora após a adição das concentrações de 4 mg.L-1 do floculante
policloreto de alumínio (PAC) em combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com bentonita
13
modificada com lantânio (BML); 4 mg.L-1 do floculante sulfato de alumínio (Al2SO4)
combinado com (c) bentonita (BEN) e (d) com bentonita modificada com lantânio (BML). As
doses testadas dos adsorventes foram: 50, 100, 200 e 400 mgL-1.
Na etapa 3 a aplicação dos floculantes e adsorventes, isoladamente e
combinados resultaram em diferenças significativas entre os tratamentos aplicados. No
reservatório de Gargalheiras os tratamentos que mostraram-se eficientes em remover
fósforo total foram a utilização de floculantes isoladamente e combinados ao adsorvente
(Figura 6). Contudo, não foi observado nenhum efeito da aplicação dos tratamentos na
remoção do fósforo reativo solúvel (Figura 7).
Figura 6: Concentração do fósforo total em µg.L-1 (microgramas por litro) no topo das amostras
de GAR após mistura rápida (rotação de 300 rpm por 30s), mistura lenta (rotação de 30 rpm por
20 min) e sedimentação (60 minutos) tratados comfloculantepolicloreto de alumínio (PAC) em
combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com bentonita modificada com lantânio (BML); e
com o floculante sulfato de alumínio (Al2SO4)combinado com (c) bentonita (BEN) e (d) com
bentonita modificada com lantânio (BML).
14
Figura 7: Concentração do fósforo solúvel reativo em µg.L-1 (microgramas por litro) no topo das
amostras de GAR após mistura rápida (rotação de 300 rpm por 30s), mistura lenta (rotação de
30 rpm por 20 min) e sedimentação (60 minutos)tratados com o floculantepolicloreto de
alumínio (PAC) em combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com bentonita modificada com
lantânio (BML); e com floculante sulfato de alumínio (Al2SO4) combinado com (c) bentonita
(BEN) e (d) com bentonita modificada com lantânio (BML).
4. DISCUSSÃO
A utilização da técnica "flock & lock" na água do reservatório Gargalheiras se
mostrou eficiente na remoção do fósforo total para todos os produtos testados. Contudo,
a aplicação de floculante apresentou a mesma eficiência que a combinação de floculante
e adsorvente na remoção de PT. Em contrapartida, não foi observado efeito da técnica
na remoção do fósforo solúvel reativo da água, nem mesmo para os tratamentos com a
aplicação dos adsorventes.
Na literatura há registros que comprovam a eficácia da técnica “flock & lock” na
floculação e sedimentação da biomassa de algas (Pan et al., 2011; Li & Pan, 2013). A
combinação de floculantes e argilas para o controle da biomassa de algas e
cianobactérias, tem apresentando resultados promissores tanto em experimentos
realizados em laboratório (Li & Pan, 2013; Noyma et al., 2015), como em escala real,
15
aplicados na recuperação de corpos aquáticos (Pan et al., 2011; Lurling & Van
Oosterhout, 2013).
A bentonita modificada com lantânio apresenta uma boa adsorção e remoção de
FSR em uma variada faixa de pH bem como sob condições aeróbias ou anaeróbias,
apresentando vantagens em relação a outras técnicas de restauração de ecossistemas
eutrofizados que utilizam por exemplo Fe ou Al (Gibbs et al., 2011). A eficácia da
BML em adsorver e remover o FSR foi testada em estudos realizados por Haghseresht
et al.(2009), onde comprovou-se que em uma faixa de pH variando ente 4 e 11 houve
uma efetividade da remoção do P dissolvido, contudo a maior remoção foi em torno do
pH de 7 a 9. No entanto houve uma diminuição da adsorção de fosfato pelo produto a
partir de pH superiores a 9, devido à formação de hidróxidos de lantânio e a diminuição
da concentração de H2PO4-. Estudos revelam que em pH elevados ocorre a complexação
do La com substâncias húmicas, ocasionando a diminuição considerável da capacidade
de adsorção e da precipitação do fosfato pelo La presente na BML (Sonke, 2006).
Evidenciando este processo podemos notar que no reservatório Gargalheiras a
presença de substâncias húmicas na água em associação a um pH bastante elevado
fizeram com que ocorresse a complexação dos íons La presente na BML pelas
substâncias húmicas, reduzindo assim a capacidade de adsorção de fosfato pela argila.
Com intuito de restaurar ecossistemas eutrofizados, a BML já foi aplicada em
mais de 100 lagos no mundo em países como Alemanha, Reino Unido e Holanda que
sofrem com os efeitos da eutrofização (Douglas et al., 2004). Apesar da BML ser
eficiente na retirada do fósforo dissolvido da coluna d’água e na imobilização desse
nutriente no sedimento, em lagos eutrofizados a maior parte do fósforo se encontra
incorporado aos organismos, fazendo com que o fósforo armazenado nessas células
possa aumentar a concentração do nutriente na coluna d’água para centenas de mg.L-1,
enquanto que o FSR poderá permanecer em concentrações bastante reduzidas. Sendo
assim a BML terá pouco ou nenhum efeito no combate ao processo de eutrofização, já
que a argila não tem capacidade para se ligar ao fósforo particulado e removê-lo da
coluna d’água (Lürling & van Oosterhout, 2013). Uma alternativa para esta situação é a
utilização da técnica na remoção do PT particulado.
Um experimento realizado no reservatório do Funil/RJ foi avaliado
experimentalmente a eficácia de um floculante (policloreto de alumínio, PAC) e
quitosana, isoladamente e combinados com diferentes doses da bentonita modificada
com lantânio (BML) ou solo vermelho local (LRS). O estudo mostrou a eficiência na
16
utilização de floculantes em associação com lastros na remoção da biomassa
fitoplanctônica ( Noyma et al., 2015), técnica denominada “flock & sink”. A mesma
técnica foi testada na água da lagoa tropical de Jacarepaguá/ RJ (Magalhães et al., 2016)
com sucesso.
No experimento realizado no reservatório de Gargalheiras, podemos notar uma
redução significativa do fósforo total, principalmente com a utilização do floculante
PAC isoladamente e associado ao lastro, no entanto a utilização apenas do PAC, além
de ter uma boa eficiência mostra-se efetivamente mais viável na redução do fósforo
total do reservatório uma vez que não onera custos mais elevados se comparado com a
associação do PAC com as argilas modificadas. Já o fósforo reativo solúvel não
apresentou diferença significativa em nenhum dos tratamentos aplicados se comparado
ao controle. Observou-se também que na medida que se aumentava a dosagem do
policloreto de alumínio e do sulfato de alumínio, as amostras apresentavam um maior
número de flocos e, consequentemente uma maior sedimentação. No entanto, altas
dosagens deste composto pode causar efeitos adversos para o ecossistema, (Renault et
al., 2009).
É importante destacar que cada lago possui suas características individuais e,
sendo assim, as soluções a serem adotadas devem considerar todos os aspectos desde os
impactos que poderão ser causados, aos aspectos físicos, químicos, e biológicos do
ecossistema e os impactos que a intervenção poderá causar ao meio ambiente. Portanto,
quaisquer técnicas para a mitigação da eutrofização e suas consequências devem ser
delineadas e levadas em consideração (Mackay et al., 2014).
5. CONCLUSÕES
A técnica “flock & lock” se mostrou eficiente através da combinação dos
floculantes, policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de alumínio (Al2SO4) com os
lastros de bentonita modificada com lantânio (BML) Phoslock® e bentonita (BEN),
promovendo uma efetiva redução nas concentrações de fósforo total, bem como com os
floculantes utilizados sozinhos, sob as condições apresentadas nas amostras de água do
reservatório de Gargalheiras. No entanto a utilização apenas do policloreto de alumínio,
além de ter uma boa eficiência mostra-se efetivamente mais viável na redução do
fósforo total do reservatório uma vez que não onera custos mais elevados se comparado
com a associação dos floculantes com as argilas modificadas.
17
6. REFERÊNCIAS
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