Protozoários e metazoários

Para além das bactérias, os protozoários e os pequenos metazoários são organismos fundamentais no tratamento de águas residuais em sistemas de lamas ativadas e são, geralmente, abundantes em sistemas de tratamento que operam eficientemente. A análise da estrutura destas comunidades de organismos tem sido utilizada como uma ferramenta de diagnóstico e de avaliação do desempenho dos sistemas de tratamento biológico [31].

Existe uma grande diversidade de protozoários, os quais diferem entre si pelas suas características morfológicas e fisiológicas variadas. Estes são organismos eucariontes e unicelulares, e podem ser encontrados em quase todos os ambientes aquáticos. Os protozoários possuem estruturas que são determinantes na sua locomoção como, cílios, flagelos e pseudópodes [32]. Estes organismos podem dividir-se em três grupos, segundo o modo de locomoção: os Flagelados, que podem ser constituídos por um ou mais flagelos para locomoção e alimentação; as Sarcodinas, que possuem pseudópodes e os Ciliados constituídos por cílios para locomoção [32].

O grupo dos ciliados, são protozoários que aparecem em grande número em sistemas de tratamento aeróbio de efluentes, constituindo 9 % dos sólidos suspensos do licor misto do tanque de arejamento [33]. Este grupo pode-se dividir em quatro tipos, segundo os tipos de cílios e aparelho oral que apresentam: Holotrichia, Spirotrichia, Petitrichia e Suctoria [32].

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Em sistemas de tratamento de águas residuais os protozoários podem melhorar a qualidade do efluente pela predação das bactérias dispersas no licor misto, como também dos seus agregados. Constata-se que a inexistência de protozoários ciliados no interior do reator biológico, o efluente tratado caracteriza-se por uma elevada CBO e por alta turbidez [34]. Madoni, (1994) [35], classificou os ciliados bacterívoros em três grupos funcionais, com base no seu comportamento e modo de alimentação:

 Nadadores: estes organismos nadam no licor misto e mantêm-se dispersos sobre no reator biológico;

 Móveis de fundo: habitam à superfície dos flocos de lama biológica;

 Sésseis: os organismos estão fixos aos flocos através de um pedúnculo e durante o processo de sedimentação estes precipitam [36].

Um dos objetivos do tratamento biológico por lamas ativadas é a agregação de bactérias, e outros organismos também presentes no licor misto podem se associar a estes. Deste modo, os organismos que estão associados aos flocos biológicos têm vantagem em relação aos que nadam no interior do reator, estando estes sujeitos a serem retirados do sistema de tratamento através do efluente. O grupo dos organismos nadadores e sésseis alimentam-se das bactérias dispersas presentes no meio, competindo por este alimento, enquanto que os organismos móveis de fundo alimentam-se das bactérias que estão sobre o floco, ocupando um nicho ecológico diferente [34].

No interior de um reator biológico de um sistema de lamas ativadas estabelece- se uma rede trófica, como se pode verificar pela figura seguinte:

Figura 3 - Rede trófica num sistema de tratamento de águas residuais por lamas ativadas. Adaptado de [36].

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O crescimento dos organismos predadores é limitado pela presença das suas presas. Por outro lado, o crescimento dos decompositores é dependente da quantidade e qualidade de material orgânico presente no licor misto do sistema de tratamento [33].

Desde a fase de arranque de um sistema de tratamento até à fase de estabilização, existem três fases diferentes:

 A fase inicial do sistema de tratamento é descrita pela presença de organismos como os flagelados e ciliados nadadores, que entrem no sistema com o efluente;  A segunda fase caracteriza-se pela substituição dos organismos nadadores pelos

móveis de fundo e sésseis, verificando-se um grande desenvolvimento destes últimos organismos que são os ciliados típicos dos sistemas de tratamento por lamas ativadas;

 A fase estacionária caracteriza-se pela comunidade de organismos em que a sua estrutura traduz as condições estáveis atingidas no sistema de tratamento. Nesta fase prevalecem os organismos móveis de fundo e sésseis [25].

Um sistema de tratamento opera ineficientemente quando, em pleno funcionamento, verifica-se que estão presentes organismos que são característicos da fase de colonização em um número excessivo. Se este problema ocorrer provisoriamente, pode dever-se a uma perda de lamas, ao baixo oxigénio dissolvido, a variações do tempo de retenção ou devido à presença de compostos tóxicos [27].

Os metazoários são organismos que também surgem em sistemas de tratamento por lamas ativadas. Estes são organismos pluricelulares e alimentam-se de protozoários e de bactérias presentes no sistema. Estes são característicos em sistemas de tratamento por arejamento prolongado. Organismos como, os rotíferos e os nemátodos aparecem usualmente nestes sistemas de tratamento [27].

As condições ambientais têm um grande efeito sobre a comunidade de protozoários num reator biológico de um sistema de lamas ativadas, podendo afetar o desempenho da instalação. A análise da estrutura das comunidades de organismos num reator biológico, como a presença ou ausência de uma espécie, a dominância de espécies ou a composição de organismos, estando estes associados às características

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físico-químicas e processuais do sistema de tratamento, pode ser usada como um instrumento de avaliação de desempenho das instalações [27].

Um sistema de tratamento biológico por lamas ativadas a operar eficientemente apresenta uma densidade de organismos elevada (maior que 106 organismos por litro), é composto maioritariamente por organismos móveis de fundo e sésseis, verificando-se quase a ausência flagelados e apresenta uma grande diversidade de organismos, em que nenhuma espécie ou grupo esteja a dominar numericamente em mais do que um fator de 10. Não se verificando a situação anterior, a determinação do grupo dominante é um dos fatores que permite determinar o estado de funcionamento do sistema (Tabela 2) [27].

Tabela 2 - Algumas situações específicas do funcionamento de sistemas de tratamento biológico por lamas ativadas. Adaptado de [33].

Grupo de organismos dominante

Eficiência do sistema de

tratamento Causa possível

Pequenos flagelados Baixa

Entrada de substâncias em via de fermentação Lamas pouco oxigenadas Pequenos flagelados e amibas

nuas Baixa Cargas elevadas

Ciliados nadadores (< 50µm) Medíocre Baixo tempo de residência Lamas pouco oxigenadas

Ciliados nadadores (> 50µm) Medíocre Carga muito elevada

Ciliados sésseis Baixa Ocorrência de fenómenos

transitórios

Ciliados móveis de fundo Boa ___

Ciliados móveis de fundo e

sésseis Boa ___

Amibas com teca Boa Boa nitrificação

25 2.3.2.1. Índice Biótico de Lamas (IBL)

O Índice Biótico de Lamas foi proposto por Madoni em 1994 [35], e foi concebido para monitorizar o desempenho de sistemas de tratamento de lamas ativadas.

Este índice baseia-se em dois princípios: os grupos da microfauna modificam-se relativamente às condições operacionais e ambientais da instalação e a densidade celular e a diversidade de organismos diminui à medida que a eficiência do sistema baixa.

Uma das vantagens deste método é que a qualidade das lamas ativadas é definida através de uma classificação numérica, permitindo ao técnico que este compare a qualidade biológicas das lamas ao longo do tempo. Este índice foi criado com o objetivo de avaliar a performance do reator biológico, e não revela qualquer disfunção que possa ocorrer no decantador secundário [36].