BIOENSAIO E ESTUDO DA DECOMPOSIÇÃO DE RUPPIA
MARÍTIMA L. DA LAGUNA DA JANSEN, SÃO LUÍS – MA
(BRASIL)
1Laurinda Fernanda Saldanha Siqueira 2
Mariano Oscar Anibal Ibañez Rojas 3
Jonas de Jesus Gomes da Costa Neto 4
Ricardo Barbieri 5
RESUMO
Neste estudo, objetivou-se investigar as emissões sulfídricas e monitorar as variações dos descritores físico-químicos e nutrientes envolvidos na decomposição de Ruppia maritima L. oriunda do ecossistema aquático da Laguna da Jansen. A metodologia consistiu da montagem de bioensaio de decomposição, monitoramentos de descritores físicos e químicos e avaliação da taxa de decomposição da macrófita ao longo do experimento. Os resultados indicaram altos níveis de nitrato, fosfato e enxofre e na variação do OD na água de decomposição. Com base nos dados apresentados, permite-se predizer que a água e o permite-sedimento da Laguna da Janpermite-sen fornecem condições para a proliferação das macrófitas aquáticas, bem como para sua decomposição. Nas atuais condições, a decomposição da Ruppia maritima L. pode não ser razão majoritária para o odor característico e os altos níveis de nutrientes nitrogenados e sulfatados.
Termos para indexação: Macrófita aquática, degradação, descritores físico-químicos.
1 Projeto financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ/ IFMA) 2 Profª. Msc. disponível ao IFMA, lau_siqueira@yahoo.com.br
3 Prof. Dr. do IFMA - Campus Codó, ibanez@ifma.edu.br 4 Prof. Msc. do IFMA - Campus Zé Doca
5 Prof. Dr. da UFMA
BIOESSAY AND STUDY OF THE DECOMPOSITION OF
RUPPIA MARITIMA L. OF JANSEN LAGOON SÃO LUÍS - MA
(BRAZIL)
ABSTRACT
This study is investigated the sulphidric emissions and monitor the variations of physicochemical descriptors and nutrients, involved in the Ruppia maritima L. decomposition. It is originated from the aquatic ecosystem of the Jansen Lagoon. The methodology consisted in decomposition bioessay montage, monitoring of physical and chemical descriptors and assessment of the decomposition rate of the macrophyte during the experiment. The results indicated high levels of nitrate, phosphate and sulfur, and OD variation in decomposition water. Based on the data presented, it allows predicting that water and sediment of the Jansen Lagoon provides conditions for the proliferation of aquatic macrophyte and its decomposition. In current conditions, Ruppia maritima L. decomposition may not be majority reason for the characteristic odor and high levels of nitrogen and sulfated nutrients.
INTRODUÇÃO
A Laguna da Jansen é um corpo d’água costeiro de origem antrópica, tendo 20-30% de seu volume trocados por água do mar e o restante sofrendo forte influência da evaporação da lâmina d’água e dos esgotos lançados no seu entorno. Os esgotos provocam a eutrofização do sistema, resultando na explosão biológica de algas e de macrófitas aquáticas que controlam a eutrofização artificial, como a Ruppia marítima L. (LABOHIDRO, 1998).
Estas algas produzem grande quantidade de biomassa e, quando em decomposição, contribuem para aumentar o déficit de oxigênio dissolvido e para a formação de gás sulfídrico. Esse gás mostra-se nocivo à vida, é um dos responsáveis pelo baixo pH da água e pelo incremento do odor específico no ambiente (Esteves, 1998).
A requisição nutricional específica exige que o ambiente disponibilize compostos sulfurados no substrato, sendo estes, no ambiente de estudo, originários dos lançamentos de esgoto a que este é submetido.
O objetivo deste trabalho foi investigar, por meio da decomposição da Ruppia
maritima L. da Laguna da Jansen, as emissões sulfídricas, e as variações em parâmetros
físico-químicos (temperatura, salinidade, condutividade, pH, oxigênio dissolvido, nitrito, nitrato, amônia, fosfato, silicato, sulfeto e sulfato).
METODOLOGIA
A pesquisa engloba (1) montagem de bioensaio de decomposição e (2) estudo da taxa de decomposição. Todas as análises descritas a seguir foram realizadas em laboratório, a partir de amostras de água da Laguna da Jansen e de Ruppia maritima L., em ponto localizado a 2º 29’54,23’’S e 44º 17’ 55,82’’ W. Todas as análises realizadas em laboratório foram feitas em tréplicas.
Bioensaio de decomposição de Ruppia maritima L.
As amostras de Ruppia marítima L. e de água da Laguna da Jansen foram coletadas na estação chuvosa, em função da ausência da planta na estação seca. As plantas foram coletadas em sacos plásticos com ar e água da Laguna. A água foi coletada em cinco recipientes de 5 L, nos mesmos pontos onde foram coletadas as amostras da macrófita.
Em laboratório, montou-se um sistema de decomposição para a Ruppia marítima L. com 42 frascos de polietileno cortados para um volume de 1,5 L. Em quinze frascos
(numerados de 1 a 15), colocaram-se 5 g da macrófita cortada em pedaços menores com ajuda de uma tesoura, como forma de acelerar a decomposição, para 500 mL de água. Em outros quinze (numerados de 16 a 30), colocaram-se 5 g da macrófita inteira para 500 mL de água. Em seis (numerados de 31 a 36), colocaram-se 5 g da macrófita cortada, nas mesmas condições já mencionadas, para 500 mL de água destilada. Nos seis frascos restantes (numeradas de 37 a 42), colocaram-se 5 g da macrófita inteira para 500 mL de água destilada. Sobre o sistema de decomposição adaptou-se uma cobertura plástica de modo a limitar as trocas na interface atmosfera-água. A água da laguna utilizada foi filtrada em filtros GFC (Ø = 47 mm e poro = 1,2 µ m) sob sistema de vácuo com bomba Iwaki air pump modelo AP 220.
O interesse em utilizar planta inteira e cortada reside em comparar a velocidade de decomposição e a disponibilização de nutrientes entre estes diferentes sistemas. Por sua vez, o uso de água destilada serviu como controle.
As análises ocorreram no 1º, 2º, 5º, 15º, 30º e no 60º dias de decomposição, sendo usados três frascos com água da Laguna contendo a macrófita cortada e a macrófita inteira por etapa de análise, bem como frascos contendo água destilada.
A avaliação dos parâmetros físico-quimicos e dos níveis de sulfato, sulfeto, amônia e oxigênio, dissolvidos, ocorreu em todas as etapas. A quantificação dos outros nutrientes ocorreu no 1º, 2º, 30º e 60º dia. A quantificação dos nutrientes foi realizada por espectrometria do UV-Vis em espectrômetro UV-VIS SHIMADZU modelo 1601PC com arranjo diodo entre 300 e 800 nm, cubetas de quartzo com caminho óptico de 1 cm, incluindo o sulfato pelo método turbidimetrico com BaCl2(s) (Mackereth et al 1978 apud Paranhos, 1996; Nazel e Corvin, 1965 apud Paranhos, 1996; Golterman et al, 1978 apud Paranhos, 1996); as medições dos parâmetros físico-quimicos foram realizadas em equipamento termo-salinômetro-condutivímetro (YSI modelo 33), sonda multiparâmetro HORIBA U-30 e pHmêtro (CONSORT); o oxigênio dissolvido foi quantificado em oxímetro de laboratório; e o sulfeto foi determinado pelo Método de Winkler.
Avaliação da taxa de decomposição de Ruppia maritima L.
A avaliação da perda de massa durante a decomposição de Ruppia maritima L. foi feita pela comparação entre a massa fresca da macrófita, mensurada no dia da coleta, com a massa seca, após o período de 60 dias de decomposição. Dessa forma, traçou-se um percentual de perda de massa durante a sua decomposição. Estimou-se, através desta avaliação, o potencial de absorção/filtração/disponibilização desta macrófita aquática.
No calculo da taxa de decomposição, adotou-se o modelo exponencial negativo, dado pela fórmula Wt = W.e-kt (em que Wt é o peso remanescente da fração
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Bioensaio de decomposição de Ruppia maritima L.
A análise do pH indica que a Ruppia marítima L. se decompõe próximo à neutralidade (Tabela 1), Os valores de salinidade na água da Laguna da Jansen na estação chuvosa confirma a afirmação de Montague e Ley apud Murphy (2002), de que a salinidade é um dos principais fatores ambientais que determinam à estrutura das plantas submersas em áreas estuarinas. A temperatura e a condutividade não se mostraram limitantes no processo. (Tabela 1).
Se a salinidade aumenta, o desempenho fotossintético das espécies é alterado, podendo interferir no seu crescimento (Garcia et al., 1991; Palma-Silva et al., 2002; Colares et al., 2007). Por outro lado, espécies com ampla distribuição de salinidade podem apresentar melhor crescimento em salinidades maiores, se a temperatura ou condições de luminosidade também aumentarem (Lazar e Dawes, 1991; Colares et al., 2007). Se o pH aumenta, a concentração de CO2 diminui, ficando o crescimento das espécies limitado por sua eficiência em utilizar íons bicarbonato como fonte de carbono inorgânico (Invers et al., 1997; Colares et al., 2007).
Os níveis crescentes de OD (oxigênio dissolvido) apontam à existência de produção primária. Este fato pode comprovar que, mesmo em condições inapropriadas, a
Ruppia continuou a se desenvolver e que em um meio não tão impactado como a lagoa,
a macrófita pode se estabelecer sem influenciar no equilíbrio aquático com o exagerado crescimento favorecido pelo controle da eutrofização artificial de ambientes contaminados (Colares, 1998).
A oscilação no teor de amônia pode ser explicada pela comparação entre os nutrientes nitrogenados na água, que apontam processos de nitrificação, desnitrificação e amonificação no sistema. O fato de que o sistema de decomposição tornou-se oxigenado, em função da produção primária, implica nos baixos valores apresentados para o nitrito, e comprova o nitrato como fator limitante desta produção (Zepkh-Baumearten; Rocha; Niencheski, 1996; Esteves, 1998).
Os altos valores de sulfato encontrados na água de decomposição indicam a influência da formação geológica da bacia de drenagem da lagoa sobre este nutriente. Os dados que comprovam a biodisponibilidade de sulfato no sedimento e na água da Laguna da Jansen encontram-se na Tabela 2. Outro fator que pode contribuir para os altos níveis de sulfato encontrados são os valores de OD que propiciam a oxidação dos sulfetos, o que comprova a ocorrência de menores valores da forma gás sulfídrico. Os baixos valores de ferro na água também podem estar influenciando nos elevados valores de sulfato, já que o metal é responsável pela redução do sulfato a sulfeto (Esteves, 1998).
As concentrações dos fosfatos indicam forte influência da decomposição de organismos de origem alóctone e do lançamento de esgotos. Os níveis de fósforo total se devem a incorporação deste na forma de material celular pela Ruppia. Já os baixos níveis de ortofosfato se devem ao balanço entre as quantidades assimiladas, as liberadas pela biodegradação e por lise célula e da decomposição de matéria orgânica (Aminot e Chaussepied, 1983; Esteves, 1998). Os níveis baixos de ferro também influenciam na quantidade de fosfato, pois o metal, sobretudo na forma de íon férrico, possui muita afinidade com o fosfato, e em grandes quantidades ocupa-se da redução do sulfato, deixando livre o fosfato na coluna d’água (Tabela 2).
Os elevados valores de silicato podem estar associados à presença de diatomáceas na Laguna da Jansen (Horten e Goldman, 1994; Esteves, 1998).
A elevada perda de massa na decomposição (Tabela 3) e a taxa de decomposição de cerca de 50%, ao dia, explicam o grande poder de filtração e absorção da Ruppia, bem como, o grande potencial em biodegradação e posterior disponibilização de nutrientes ao ambiente. O teor de água no organismo da planta estudada indica que esta pode reter grande quantidade de sais dissolvidos no protoplasma celular (Figura 1).
A perda de massa associa-se com a oxidação de compostos lábeis e com a solubilização de frações do protoplasma e de compostos estruturais hidrossolúveis (Canhoto e Graça, 1996; Bianchini et al., 2002). Os compostos solúveis são predominantemente orgânicos e inorgânicos mais suscetíveis a metabolização microbiana, de acordo com Wetzel (1995).
Na confrontação dos dados da decomposição da planta inteira e da planta cortada em água da lagoa, pode-se perceber que existe equilíbrio nas quantidades dos nutrientes e nos valores descritores físicos e químicos obtidos (Figuras 2 e 3), com leve aumento na decomposição da planta inteira.
Figura 2. Comparação entre dos níveis de OD, sulfeto, sulfato e amônia encontrados na decomposição de Ruppia maritima L. cortada e inteira da Laguna da Jansen, São Luís-MA (Brasil).
Figura 3. Comparação entre os níveis de nutrientes encontrados na decomposição de Ruppia maritima L. cortada e inteira em água da Laguna da Jansen, São Luís-MA (Brasil).
A estrutura inapropriada de esgotamento sanitário no entorno da Lagoa vem provocando, gradativamente, uma diminuição na qualidade ambiental da área, provocada principalmente pelo ininterrupto lançamento de esgoto, fato que leva à formação de um ambiente anóxico, acelerando a eutrofização do sistema (LABOHIDRO, 1998). Estas condições são apropriadas ao desenvolvimento da Ruppia maritima L., levando-se em consideração que as macrófitas aquáticas constituem uma forma natural de controle da eutrofização artificial (Carmouze, 1994).
Segundo Canhoto e Graça (1996), Bianchini et al. (2002) e Diniz et al. (2005), as macrófitas aquáticas funcionam como filtradoras de ambientes, apresentando capacidade de filtração, de sedimentação, de absorção dos nutrientes e de biodegradação do biofilme e, portanto, dos microorganismos do contidos ambiente. Em condições extremas de sobrecarga orgânica, como na Laguna da Jansen, há perda na retenção de alguns componentes eutrofizantes e de microorganismos, devido ao crescimento excessivo destes, podendo prejudicar o efeito filtro da Ruppia e remoção de componentes poluentes e, através da decomposição da planta, pode haver elevação de nitrogênio e fósforo no ambiente. Em condições não adversas, o nascimento, crescimento e morte das macrófitas ocorrem em um processo dinâmico e contínuo durante todo o ano (Esteves, 1998).
A Ruppia maritima L. pode até mesmo ser solução ecologicamente viável ou paliativa para a melhoria da qualidade da água de corpos aquáticos em processo de eutrofização através de um manejo adequado, importante para evitar o assoreamento e manter seu poder de filtração, absorção e de biodegradação do biofilme. De acordo com Esteves (1998), a biomassa da macrófita pode ser reaproveitada na forma de fertilizantes para o solo, como fertilizantes para tanques de piscicultura, como ração para gado, na produção de celulose, na produção de redes para tanques de piscicultura, como isolantes térmicos, como coberturas de galpões e residências, na confecção de artigos de decoração,
na alimentação humana, na medicina popular, dentre outros. CONCLUSÃO
Com base nos dados apresentados, permite-se predizer que a água e o sedimento da Laguna da Jansen fornecem condições para a proliferação das macrófitas aquáticas, bem como para sua decomposição.
A água e o sedimento da laguna contribuem, no fornecimento de nutrientes oriundos de processos naturais do ecossistema ou de despejos de esgotos e afluentes, para a decomposição da planta pela respiração anaeróbica de bactérias redutoras de sulfato contidas na coluna d’água, típicas de ambientes eutrofizados e para a conseqüente ciclagem dos nutrientes.
Assim, pode-se inferir que, mesmo contribuindo com emissões sulfidricas a
Ruppia maritima L., pode não ser a razão majoritária para o odor característico e os
altos níveis de nutrientes nitrogenados e sulfatados na água da Laguna da Jansen, ambos indicadores de um ambiente impactado.
AGRADECIMENTOS
Ao NASQA/IFMA, LABOHIDRO/UFMA, CNPq. REFERÊNCIAS
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