DESENVOLVIMENTO DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS EM UMA ESTAÇÃO DE...

UTFPR – Câmpus Curitiba, Avenida Sete de Setembro, 3165 - Rebouças, Curitiba 2º Simpósio Brasileiro sobre Wetlands Construidos – 11 a 13 de Junho de 2015

ISSN: 2358-0259

DESENVOLVIMENTO DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS EM UMA ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTOS SANITÁRIOS POR LEITOS

CULTIVADOS

Juliana Tiemi Tanaka Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão – PR, Brasil

Graduado em Engenharia Ambiental [email protected]

João Karlos Locastro

Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão – PR, Brasil Graduado em Engenharia Ambiental

[email protected]

Sônia Barbosa de Lima Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão – PR, Brasil

Departamento Acadêmico de Ambiental [email protected]

Karina Querne de Carvalho*

Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba – PR, Brasil Departamento Acadêmico de Construção Civil

[email protected]

Débora Cristina de Souza Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão – PR, Brasil

Departamento Acadêmico de Ambiental [email protected]

Resumo Neste trabalho foram avaliados o crescimento e o desenvolvimento das macrofitas de uma estação de tratamento de esgotos sanitários por leitos cultivados mistos, instalada na Chácara Santa Luzia no município de Peabiru – Pr. A contagem dos indivíduos e de brotos de cada espécie foi feita manualmente e registros fotográficos foram feitos como parte do monitoramento feito no período de setembro de 2011 a abril de 2012. No total foram verificadas nove espécies diferentes de vegetação no sistema, mas apenas cinco destas sobreviveram até a última data (Canna indica L., Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven , Eupatorium sp., Diodia macrophylla DC. e Polygonum stelligerum Cham). Constatou-se que as espécies menos dependentes do ambiente aquático foram as que melhor se adaptaram às condições do local que apresenta baixa disponibilidade de esgoto sanitário. Palavras-chave: Fitotratamento. Saneamento rural. Crescimento.


1 Introdução

A falta de tratamento dos esgotos sanitários é vista como um dos maiores problemas

vinculados à saúde da população brasileira. No país, estima-se que aproximadamente 44,5% da

população não possui rede coletora de esgoto, nem ao menos fossa séptica (SNIS, 2009). O

problema é ainda maior em propriedades rurais e locais de baixa renda, nos quais os investimentos

neste setor tendem a levar a um período maior de tempo para serem colocados em prática. Um

exemplo é o percentual de esgotos sanitários tratados na zona rural em Gana de 38%, superior ao

percentual de 25% do Brasil (COSTA; GUILHOTO, 2012).

De acordo com dados da FUNASA somente 5,7% dos domicílios rurais possuem coleta de

esgoto ligada à rede geral e 20,3% possuem fossa séptica. Aproximadamente 56,3% dos domicílios

adotam outras soluções, muitas vezes, inadequadas para o destino dos dejetos, como fossas

rudimentares, valas e despejos dos esgotos in natura diretamente nos cursos de água. Além disso,

17,7% não usam qualquer solução.

Segundo Costa (2004), em função da realidade sócio-econômica de muitas regiões se faz

necessário o uso de sistemas de tratamento que tenham uma concepção simples, equipamentos e

instalações não sofisticados, de baixo consumo de energia e alto grau de eficiência. Sistemas que

utilizam processos naturais podem ser uma alternativa de extrema importância no tratamento de

águas poluídas.

Para Esteves (1998) uma das alternativas para a descontaminação e aproveitamento

ambiental é o uso da fitorremediação que é definido como uma técnica que utiliza sistemas vegetais

e sua microbiota com a finalidade de remover, degradar ou isolar substâncias tóxicas do ambiente.

Devido aos baixos custos operacionais e de manutenção, estes sistemas estão sendo bastante

utilizados em comunidades rurais de países desenvolvidos e apresentam tecnologia apropriada para

uso em países em desenvolvimento (COSTA, 2004).

As plantas utilizam nutrientes dos sistemas de tratamentos para seu crescimento, atuando,

desse modo, como extratoras de grande parte dos macro e micronutrientes da água residuária em

tratamento (MATOS; FREITAS; MONACO, 2009). De acordo com Júnior, Parolin e Crispim

(2011), os sistemas com plantas são eficientes porque o processo de degradação da matéria orgânica

(mineralização, nitrificação, desnitrificação) é muito completo. Além disso, as plantas removem

também nutrientes (fósforo e nitrogênio) que levam a eutrofização das águas e também eliminam

patógenos como coliformes e substâncias inorgânicas como fenóis e metais pesados.

As plantas aquáticas são muito importantes para melhoria da qualidade das águas, uma vez

que funcionam como filtros, retendo partículas à medida que a água passa pelas mesmas, e

fornecem quantidades substanciais de área de contato para adesão de microrganismos (RAMOS et

al., 2009). A remoção dos contaminantes ocorre como resultado de complexas interações de


fenômenos de natureza química, física e biológica. É o que Almeida, Oliveira e Kliemann (2007)

chamam de complexo "substrato-microbiota-plantas" que assegura a descontaminação, e não, as

plantas ou qualquer outro componente isoladamente.

Os wetlands artificiais podem ser construídos com total controle, permitindo a escolha na

composição do substrato a ser tratado, tipo de vegetação, tamanho da unidade, controle do tempo de

retenção, dentre outros fatores (COSTA, 2004). A escolha da espécie vegetal é, juntamente com

outras variáveis de dimensionamento, de fundamental importância para o sucesso do tratamento de

águas residuárias em sistemas alagados construídos (MATOS; FREITA; MONACO, 2009).

O critério da escolha de qual macrófita utilizar no tratamento está associado à

disponibilidade desta planta na região onde será implantado o sistema (IWA, 2000). Mas o uso de

plantas mistas no mesmo sistema pode ser interessante, pois pode aumentar a variabilidade dos

micro e macronutrientes absorvidos pelas plantas, já que estudos mostram diferenças entre a

capacidade de absorção das plantas, mas é importante realizar a análise química do efluente tratado

para saber se o sistema de tratamento está funcionando e o quanto ele está tratando.

Devido a importância de escolher a macrófita para obter o resultado esperado, estudos são

feitos para analisar a eficácia de diferentes espécies vegetais no tratamento de diferentes esgotos

sanitários e efluentes industriais (MATOS, FREITAS; MONACO, 2009, ALMEIDA; OLIVEIRA;

KLIEMANN, 2007, BRASIL; MATOS; SOARES, 2007, VAN KAICK, 2008).

Os estudos feitos sobre a eficiência de plantas aquáticas no fitotratamento de efluentes

desenvolvidos nos laboratórios de Química Ambiental e Ecologia da UTFPR-CM apontaram

Pontederia parviflora Alexander como uma espécie resistente a diferentes tipos de efluentes e

também boa eficiência de remoção de matéria orgânica (RAMOS et al., 2009).

Por tudo isso o sistema de tratamento de esgoto por leitos cultivados é considerado ideal

para pequenas propriedades por ser considerado de baixo custo, e o efluente gerado pode ainda ser

utilizada para irrigação de plantações e as plantas podem servir como uma fonte de renda extra pela

exploração comercial das flores e fibras vegetais (GONÇALVES et al., 2009). Esse tipo de

tratamento com plantas ainda pode ser usado como elementos de paisagismo em forma de jardins

ou parques devido à beleza das plantas e de suas flores.

O objetivo deste trabalho foi verificar e avaliar o crescimento e desenvolvimento das

macrófitas utilizadas no sistema de tratamento de esgoto por leitos cultivados mistos, instalado em

uma chácara no município de Peabiru – PR.


2 Material e métodos

Devido aos resultados obtidos com a Pontederia parviflora em estudos anteriores, optou-se

por utilizá-la nos sistemas prioritariamente, além do fato de ela ser nativa e abundante em lagos

nesta região.

A espécie P. parviflora foi coletada com substrato do ambiente em que ocorre. Contudo, a

população de macrófitas no lago de onde as plantas foram coletadas não era uniforme, assim,

mesmo priorizando a coleta da P. Parviflora, outras plantas também foram coletadas e plantadas no

sistema. Deste modo, o plantio que tinha como objetivo inicial o cultivo apenas de P. parviflora,

acabou se tornando um cultivo de plantas mistas.

Depois de plantadas no sistema, as espécies levaram um período de algumas semanas para

adaptação ao sistema e aos esgotos sanitários. Logo após, foi realizado o acompanhamento das

mesmas que envolveram tarefas de observação, identificação, contagem e registros fotográficos. A

contagem do número de indivíduos, de brotos e flores de cada planta foi realizada de forma manual.

O monitoramento desta estação de tratamento deu-se entre os meses de setembro de 2011 e

abril de 2012, tendo início com a coleta de dados referentes ao crescimento das plantas instaladas

no sistema.

3 Resultados e discussão

Os resultados do presente trabalho foram obtidos a partir dos valores da contagem do

número de indivíduos, de brotos e flores de cada planta nas primeiras semanas de acompanhamento

e dos acompanhamentos realizados até ao mês de abril de 2012.

Algumas plantas não puderam ser identificadas em nível de espécie por não apresentarem

condições para que se fizesse uma identificação mais aprofundada, sendo mantido apenas o gênero

das plantas que estavam mais visíveis e o nome da família em alguns casos.

Foi possível visualizar seis espécies de macrófitas aquáticas durante as primeiras semanas de

acompanhamento (Tabela 1). Em poucos dias outras plantas começaram a se desenvolver,

possibilitando a contagem das mesmas, mas não a identificação.

Pela interpretação dos resultados (Tabela 1) é possível determinar quais as espécies que se

adaptaram mais rapidamente após seu plantio no sistema e quais já mostraram dificuldades para

emitir novos brotos ou até mesmo se manter no sistema.


Tabela 1 – Resultado da contagem do acompanhamento realizado no sistema de tratamento por zona de raízes de uma propriedade rural em Peabiru – PR, durante três semanas de contagem. 29/09/2011 06/10/2011 13/10/2011 Espécies NI NB NI NB NI NB Pontederia parviflora 94 28 101 31 101 29

Canna indica 16 4 19 5 19 5

Eleocharis spp. 16 6 16 6 19 2

Poaceae 2 2 2 1 2 -

Hydrocotyle ranunculoides 3 1 1 - - -

Diodia macrophylla 1 1 1 1 1 -

Outros não identificados - 11 3 2 4 5

*NI: Número de indivíduos; NB: Número de brotos

A partir do dia 23 de fevereiro de 2012 o acompanhamento da estação passou a ser realizado

dando enfoque basicamente a registros fotográficos (Figura 1) e não mais a contagem manual, pois

algumas das plantas haviam crescido muito, o que impossibilitou a contagem dos indivíduos.

Figura 1 – Plantas cultivadas em estação de tratamento por zona de raízes instalada em uma propriedade rural no município de Peabiru PR em 23 de fevereiro de 2012 - (a) Polygonum stelligerum Cham com algumas flores; (b) Canna indica L.; (c) Vista superior do leito cultivado.


No mês de fevereiro a vazão de esgotos sanitários aplicada ao sistema era menor do que a

usada para calcular o dimensionamento do leito, pois a proprietária passou a morar sozinha.

Outro registro fotográfico foi feito em 10 de abril de 2012 para observação das plantas que

estavam no sistema (Figura 2), encerrando as atividades de acompanhamento in loco.

Na última visita ao sistema foi visível que as plantas estavam secando provavelmente por

não suportarem as condições impostas pelo meio, já que todas elas são de ambiente aquático.

Mesmo todas sendo de ambientes aquáticos, algumas eram mais dependentes do que outras, sendo

que se adaptariam melhor a áreas inundadas.

Figura 2 – Plantas cultivadas em estação de tratamento por zona de raízes instalada na Chácara Santa Luzia no município de Peabiru PR em 10 de abril de 2012 - (a) Eupatorium sp.; (b) Diodia macrophylla DC; (c) Ludwigia octovalvis (Jacq.) Raven; (d) Polygonum stelligerum Cham; (e) Canna sp.; (f - g) Vista superior do leito cultivado.

No total o sistema apresentou nove tipos diferentes de vegetação, mas apenas cinco destas

sobreviveram (Tabela 2). Quanto aos resultados que se esperavam obter com a P. parviflora estes

não foram possíveis por elas terem morrido, devido às baixas quantidades de efluentes disponíveis

para as plantas.

Apesar de muitas espécies terem secado, algumas chegaram a emitir flores e sementes, então

é possível que elas voltem a aparecer no sistema.


Tabela 2 – Plantas listadas durante o acompanhamento realizado no sistema de tratamento por zona de raízes de uma propriedade rural em Peabiru – PR. DATA 29/09/2011 23/02/2012 10/04/2012 C. indica C. indica C. indica

D. macrophylla D. macrophylla D. macrophylla

Eleocharis spp. Eleocharis spp. L. octovalvis

Espécies H. ranunculoides. L. octovalvis P. stelligerum

P. parviflora P. stelligerum Eupatorium sp.

Poaceae Eupatorium sp.

Outros (NI)

*NI – Não Identificado

Na última campanha (Figura 2) observou-se que a L. octovalvis foi a planta que mais

cresceu, floresceu e deixou frutos, chegando a dominar o sistema. Porém, durante o mês de abril, a

maioria destes indivíduos secou e apenas alguns permaneceram verdes e com flores.

A D. macrophylla foi listada a partir de fevereiro de 2012 com bom desenvolvimento,

mantendo-se da mesma forma até o mês de abril, período em que apresentou sua fase de

florescência e novos brotos.

A C. indica, única exótica no sistema, se mostrou muito resistente às mudanças que

ocorreram desde a sua implantação, apresentando bom desenvolvimento e continuando sua floração

durante o mês de abril. Cannas muitas vezes são encontradas crescendo em água a 10 cm de

profundidade e também prosperam em valas na estrada e locais de coleta de lixo, tendo em conta a

umidade adequada (FNA, 2000), o que pode ser considerado um fator importante para elas terem

conseguido se desenvolver bem no caso do sistema de tratamento da propriedade rural de Peabiru,

onde as condições aquáticas no começo havia mais efluente e depois essa quantidade disponível para

as plantas diminuiu drasticamente. Porém, algumas folhas da Canna em abril estavam ficando

amareladas e com aspecto murcho.

No mês de abril, a Eupatorium sp e o P. stelligerum estavam com folhas vistosas e com

brotos de flores, se mostrando bem adaptadas às condições atuais do sistema.

4 Conclusões

Os indivíduos mais adaptados a ambientes aquáticos não resistiram às condições impostas

pelo meio e acabaram morrendo. No entanto, outras plantas como a C. indica e a L. octovalvis

tiveram amplo desenvolvimento, crescendo naturalmente, gerando brotos e flores, mas mesmo

assim, ainda sofreram com a disponibilidade de efluente no sistema. Para saber se elas voltarão a se

desenvolver novamente é necessário esperar mais um tempo e continuar com as observações. A D.


macrophylla foi a que se mostrou mais estável às características do sistema. Os indivíduos de P.

stelligerum e Eupatorium sp.embora não tenham chegado a dominar o sistema, ainda estavam bem

floridos garantindo sementes para formar novos indivíduos, dando a possibilidade de continuarem

no sistema.

Agradecimentos

Os autores agradecem a UTFPR pelo apoio para desenvolvimento deste trabalho.

Referências

ALMEIDA, R. de A.; OLIVEIRA, L. F. C. de; KLIEMANN, H. J. Eficiência de espécies vegetais na purificação de esgoto sanitário. Redalyc. vol. 37, n. 1, mar 2007, pp. 1-9. BRASIL, M. da S.; MATOS, A. T. de; SOARES, A. A. Plantio e desempenho fenológico da taboa (Thypha sp.) utilizada no tratamento de esgoto doméstico em sistema alagado construído. Engenharia Sanitária Ambiental, v. 12, n. 3, p.266-272, set 2007. COSTA, C. C. da; GUILHOTO, J. J. M. Importância de uma política de saneamento rural no Brasil. Munich Personal RePEc Archive. Vitória v. 31, n. 40399, p. 21, jul. 2012. COSTA, S. M. S. P. da. Avaliação do potencial de plantas nativas do brasil no tratamento de esgoto doméstico e efluentes industriais em “wetlands” construídos. 2004. 102f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2004. ESTEVES, F. A. Fundamentos de Limnologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 1998. 602 p. FNA - Flora of North America - Flora of North America: North of Mexico Volume 22: Magnoliophyta: Alismatidae, Arecidae, Commelinidae (in part), and Zingiberidae. New York 2000. Disponível em: <http://www.efloras.org/volume_page.aspx?volume_id=1022>. Acesso em: 20 jun. 2014. GONÇALVES, K. D. et al. 2009. Tratamento de esgotos pluviais mistos através da fitorremediação. Disponível em: < http://www.cristianoinfosupport.xpg.com.br/index_arquivos/fito.pdf>. Acesso em: 08 ago. 2014. MATOS, A. T. de; FREITAS, W. da S.; MONACO, P. A. V. Lo. Capacidade extratora de diferentes espécies vegetais cultivadas em sistemas alagados utilizados no tratamento de águas residuárias da suinocultura. Redalyc. v.4, n.2, 2009. RAMOS, M. R. et al. Remoção da carga orgânica de água residuária de lavanderia têxtil utilizando pontederia parviflora Alexander. In: Congresso Internacional de Meio Ambiente Subterrâneo,1.,2009, SãoPaulo. SISTEMA NACIONAL DE INFORMAÇÔES SOBRE SANEAMENTO – SNIS. Diagnóstico dos serviços de Água e Esgoto 2009. Disponível em:<http://www.snis.gov.br/PaginaCarrega.php?EWRErterterTERTer=89>. Acesso em: 15 jun. 2014. VAN KAICK, T. et al. Jardim ecológico - tratamento de esgoto por zona de raízes: análise e comparação da eficiência de uma tecnologia de saneamento apropriada e sustentável. In: Semana Dos Estudos de Engenharia Ambiental, 4., 2008, Irati.

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