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CENTRO DE TECNOLOGIA – CT
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E AMBIENTAL – DEHA
MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL – SANEAMENTO AMBIENTAL
RAFAHEL MARQUES MACÊDO FONTENELE
EFEITOS DA SUPLEMENTAÇÃO COM VITAMINA C EM DIFERENTES NÍVEIS DE ARRAÇOAMENTO NO CULTIVO DE TILÁPIA DO NILO
(Oreochromis niloticus) EM ESGOTO DOMÉSTICO TRATADO
RAFAHEL MARQUES MACÊDO FONTENELE
EFEITOS DA SUPLEMENTAÇÃO COM VITAMINA C EM DIFERENTES NÍVEIS DE ARRAÇOAMENTO NO CULTIVO DE TILÁPIA DO NILO
(Oreochromis niloticus) EM ESGOTO DOMÉSTICO TRATADO
Dissertação submetida à Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil.
Área de concentração: Saneamento Ambiental
Orientador: Prof. Dr. Francisco Suetônio Bastos Mota
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Universidade Federal do Ceará
Biblioteca de Pós-Graduação em Engenharia - BPGE
F763e Fontenele, Rafahel Marques Macêdo.
Efeitos da suplementação com vitamina C em diferentes níveis de arraçoamento no cultivo de Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticos) em esgoto doméstico tratado / Rafahel Marques Macêdo Fontenele. – 2011.
152 f. : il. color., enc. ; 30 cm.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Fortaleza, 2011.
Área de Concentração: Saneamento Ambiental Orientação: Prof. Dr. Francisco Suetônio Bastos Mota.
1. Saneamento. 2. Piscicultura. 3. Águas residuais. I. Título.
RAFAHEL MARQUES MACÊDO FONTENELE
EFEITOS DA SUPLEMENTAÇÃO COM VITAMINA C EM DIFERENTES NÍVEIS DE ARRAÇOAMENTO NO CULTIVO DE TILÁPIA DO NILO
(Oreochromis niloticus) EM ESGOTO DOMÉSTICO TRATADO
Dissertação submetida à Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, na área de concentração em Saneamento Ambiental.
Aprovada em: / /
BANCA EXAMINADORA
__________________________________________________________________ Prof. Dr. Francisco Suetônio Bastos Mota (Orientador)
Universidade Federal do Ceará – UFC
__________________________________________________________________ Prof. Dr. André Bezerra dos Santos (Examinador Interno)
Universidade Federal do Ceará – UFC
__________________________________________________________________ Prof. Dr. Aldeney Andrade Soares Filho (Examinador Externo)
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a DEUS, meu mentor maior, que, em todos os momentos me assistiu e me iluminou, dando-me sabedoria e direção, durante o desenvolvimento deste trabalho.
Ao Prof. Suetônio Mota, pela orientação, apoio e confiança dada durante a realização deste trabalho.
Aos meus pais, João Flávio e Ilca, pelo apoio e dedicação para a realização deste mestrado.
À minha namorada e amiga Joana Cláudia, por todo amor, conselhos e incentivos desde a decisão de cursar esse mestrado até o seu final.
Ao meu amigo Emanuel Santos, “o cara do reúso em piscicultura”, por todo
apoio, tanto direto quanto indireto na realização deste trabalho, e por sempre me
incentivar, encorajar com palavras de força e dar uns “puxões de orelha” quando foi
preciso durante todo o período deste curso, não sendo somente meu parceiro de trabalho, mas um grande amigo no dia-a-dia.
Ao Projeto Educacional Coração de Estudante (PRECE) e todos que fazem parte do mesmo, pois foram fundamentais no meu desenvolvimento estudantil desde antes do ingresso na faculdade.
Ao meu parceiro de graduação e mestrado Wictor Edney, por me desafiar no ingresso deste.
Ao grande Diassis, por seus serviços prestados no Centro de Pesquisa em Tratamento de Esgoto e Reúso de Águas, sempre tomando os devidos cuidados no cultivo dos peixes.
Ao Prof. Moisés Oliveira, por suas sugestões e apoio durante a pesquisa.
À Prof. Rosemeiry, pela ajuda na metodologia da análise econômica.
À minha amiga Livia Maria, pela realização das análises e coleta de água durante o período experimental.
Aos bolsistas de graduação do Labosan Lucas Falcão e Jéssica Brito, pela colaboração nas análises e coleta da água durante o experimento.
A todos os colegas do Labosan, Carlos Henrique, Antônio, Joana, Márcia, Germana, Neilyane, Patrícia, Ivens, Marcos Erick, Paulo Igor e o grande Zé Gilmar, pelos momentos de alegria e descontração nos trabalhos laboratoriais.
Victor Cochrane, Ítalo Lima, Fernando Vitor e Carla Bastos, por dividir os momentos de alegria e de aflição durante as disciplinas cursadas.
À Prof. Regine Vieira e sua equipe do Laboratório de Microbiologia do Labomar, pelas análises da qualidade microbiológica dos peixes.
A todos os professores do mestrado que direta ou indiretamente colaboraram com ensinamentos valiosos que formaram a base necessária ao desenvolvimento do trabalho.
Aos funcionários do DEHA da UFC, Sheila e Junior, pelos serviços prestados sempre com atenção e simpatia.
À CAPES, pelo financiamento com uma bolsa de estudo durante o este mestrado.
Avaliou-se o efeito da suplementação com Vitamina C em diferentes taxas de arraçoamento no cultivo de tilápia do Nilo (Oreohromis niloticus), em esgoto doméstico tratado. Para isso, foram utilizados nove viveiros com 50 m³ de volume, cada, os quais foram abastecidos com esgoto doméstico tratado proveniente de um sistema de Lagoas de Estabilização, em três tratamentos: T 01 – 50% da ração indicada pelo fabricante suplementada com vitamina C; T 02 – 25% da ração indicada pelo fabricante suplementada com vitamina C e T 03 – 50% da ração indicada pelo fabricante sem suplementação alimentar. Os viveiros foram povoados com alevinos de tilápia do Nilo revertidos sexualmente para machos com peso médio de 1,5 g e densidade de estocagem de 03 alevinos m-³. Foi avaliada a qualidade da água de reúso afluente aos tanques e a água de cultivo dos tratamentos experimentais por meio dos parâmetros físico-químicos e biológicos. Verificou-se, também, a qualidade microbiológica de três tecidos do pescado para mensurar a segurança alimentar da prática do uso de efluentes domésticos tratados na aquicultura. Uma análise da viabilidade econômica da atividade foi realizada de forma simplicada para os tratamentos testados. Foi verificado o tempo de duração do estado de rigor mortis do pescado produzido em esgoto doméstico, com e sem depuração, verificando ainda o efeito da forma de abate por hipotermia e com uso de eugenol. Os dados coletados foram submetidos à ANOVA e ao teste de Tukey para significância de 5,0%. Os resultados obtidos para os Tratamentos 01, 02 e 03, respectivamente, foram: crescimento diário, 0,16±0,02a, 0,16±0,01a e 0,17±0,02a cm dia-1; ganho de peso diário, 1,44±0,29a, 1,27±0,16a e 1,24±0,16a g dia-1; produtividade, 43,24±8,76a, 37,66±4,65a e 37,20±4,85a kg ha-1 dia-1; taxa de sobrevivência, 100%, 98,67% e 100%. Os parâmetros de qualidades de água avaliados demonstraram viabilidade para o cultivo de tilápias utilizando esgoto tratado. A qualidade microbiológica das tilápias produzidas ficou dentro dos padrões estabelecidos pela ANVISA, reforçando a segurança alimentar do uso de esgoto doméstico no cultivo de peixes, seguindo as condições experimentais usadas neste experimento. O Tratamento 02 apresentou o melhor resultado econômico entre os tratamentos testados, pois teve maior Receita Líquida Parcial, indicando que a atividade é lucrativa, já que esse tratamento utilizou metade da quantidade de ração usada nos outros tratamentos. Os resultados desta pesquisa mostraram que as tilápias produzidas apresentaram resolução do rigor mortis mais demorada, quando comparada com os resultados disponíveis na literatura, demonstrando que o meio de cultivo rico em alimento natural aumenta os níveis energéticos dos peixes, e proporciona uma vida de prateleira mais longa e tempo maior para realização do beneficiamento do pescado produzido.
The effect of supplementation was evaluated with vitamin C at different feeding rates in the cultivation of Nile tilapia (Oreohromis niloticus) on effluent of wastewater plant. For this, nine tanks were used with 50 m³ volume, which there were supplied with treated domestic sewage from a system of stabilization ponds in three treatments: T 01 - 50% of the ration (fish food) provided by the manufacturer supplemented with Vitamin C; T 02 - 25% of the ration (fish food) provided by the manufacturer supplemented with Vitamin C and T 03 - 50% of the ration (fish food) provided by the manufacturer without supplemental feeding. The fishponds were populated with fingerlings of Nile tilapia, sexually reverted to males, with average weight of 1.5 g and stocking density of three fingerlingsm-³. The quality of reuse water tanks and water tributary to the cultivation of the experimental treatments by physico-chemical and biological were evaluated. Furthermore, the microbiological quality of three tissues was verified using the standards proposed by ANVISA Resolution No. 12 of 2001 to measure food security of the practice of using treated effluents in aquaculture. To check the viability of economic activity, an economic analysis simplified was realized of the tested treatments. The duration of the state of rigor mortis of fish produced in domestic sewage was tested with and without effluent treatment, by checking the effect of the way to slaughter by hypothermia and use of eugenol. The data collected were submitted
to ANOVA and Tukey's test for significance of 5.0% (p ≤ 0.05). The main parameters
observed and the results obtained for the treatments 01, 02 and 03, respectively, were: daily growth, 0.16±0.02a, 0.16±0.01a and 0.17±0.02a cmday-1, daily weight gain, 1.44±0.29a, 1.27±0.16a and 1.24±0.16a gday-1; productivity, 43.24 ± 8.76a, 37.66 ± 4.65a and 37.20 ± 4.85a kgha-1day-1; survival rate, 100%, 98.67% and 100%. The water-quality parameters evaluated were demonstrated feasibility for the cultivation of tilapia using treated sewage. The microbiological quality of tilapia produced was within the standards established by ANVISA, enhancing food security in the use of domestic sewage in fish culture, following the experimental conditions used in this investigation. Between all the tested treatments, the best economic outcome was shown for the treatment 2, because it had the highest partial net income, parameter that indicates the profit of an activity. This occurred primarily by this treatment use half the amount of fish food used in other treatments. To increase the consistency of the results of this research, the tilapia produced were shown a complete resolution of rigor mortis takes longer when compared with results from other researchers. The results of the index of
rigor mortis observed were shown that the culture medium rich in natural food increased the energy levels of the fish, making the longer the period of rigor fish, preserving its quality and freshness, making it the longest shelf life and time to completion of processing of fish produced.
Figura 1– Possibilidades de aproveitamento de águas residuárias. ... 26
Figura 2– Estratégias de uso de excretas na aquicultura. ... 35
Figura 3- Exemplar de tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758). ... 38
Figura 4– Efeito da temperatura (°C) em tilápias. ... 43
Figura 5– Efeito do pH em peixes cultivados em viveiros. ... 44
Figura 6- Variação diária do pH da água em viveiros com alta e baixa alcalinidade total. ... 45
Figura 7– Variação diária da concentração de oxigênio dissolvido em viveiro de aquicultura. . 48 Figura 8– Fórmula estrutural da Vitamina C... 52
Figura 9– Estrutura química do ácido L-ascórbico (esquerda) e do ácido L-dehidroascórbico (direita). ... 52
Figura 10– Síntese de ácido ascórbico. ... 54
Figura 12– Deformidade na coluna vertebral de douradinho (A) e filamento branquial com deformidade na cartilagem de suporte em bagre-do-canal, Inctalurus punctatus (B). ... 57
Figura 11- Esquema simplificado da participação da Vitamina C na formação da matriz óssea. ... 57
Figura 13 - Imagem de satélite da Estação de Tratamento de Esgoto da Cagece, destacando as Lagoas de Estabilização e a área experimental, Aquiraz, Ceará. ... 64
Figura 14– Lay-out da área experimental dos viveiros de piscicultura do Centro de Pesquisa sobre Tratamento de Esgoto e Reúso de Águas, Aquiraz, Ceará, 2010. ... 65
Figura 15– Viveiros experimentais do Centro de Pesquisa sobre Tratamento de Esgoto e Reúso de Águas, no município de Aquiraz, Ceará, 2010. ... 66
Figura 16– Área operacional do Centro de Pesquisa sobre Tratamento de Esgoto e Reúso de Águas, Aquiraz, Ceará, 2010. ... 67
Figura 17– Transporte dos alevinos para o Centro de Pesquisa sobre Tratamento de Esgoto e Reúso de Águas, no município de Aquiraz, Ceará, 2010. ... 70
Quadro 1– Terminologias do reúso de águas. ... 28
Quadro 2– Modalidades do reúso direto não potável de água estabelecido pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos. ... 29
Quadro 3– Principais categorias de aplicação de águas residuárias municipais tratadas. ... 30
Quadro 4- Níveis de qualidade microbiológica para aquicultura utilizando esgotos, de acordo com a Organização Mundial de Saúde. ... 40
Quadro 5- Diretrizes do Prosab para uso de esgotos sanitários em piscicultura. ... 41
Quadro 6– Critérios de qualidade para pescados recomendados pela Anvisa. ... 42
Quadro 7 - Efeitos das concentrações de oxigênio dissolvido em peixes. ... 49
Quadro 8– Fatores que interferem no rigor mortis em peixes. ... 62
Quadro 9– Métodos de análise e unidades dos parâmetros físico, químicos e microbiológicos utilizados para o acompanhamento da qualidade da água dos Tratamentos 01, 02 e 03 e do afluente. Aquiraz, Ceará, 2010. ... 69
Quadro 10– Principais parâmetros zootécnicos analisados dos peixes cultivados nos Tratamentos 01, 02 e 03. Aquiraz, Ceará, 2010. ... 74
Quadro 11– Formas de abate, descrição do processo e sua referência, utilizadas nos tratamentos experimentais para avaliação do IRM. ... 78
ADP Adenosina difosfato
AMP Adenosina monofosfato
ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária
APHA American Public Health Association
ATP Adenosina trifosfato
BT Biomassa Total
CAA Conversão Alimentar Aparente
CAGECE Companhia de Água e Esgoto do Estado do Ceará
CE Condutividade Elétrica
COP Custo Operacional Parcial
CP Creatina-fosfato
DBO Demanda Bioqímica de Oxigênio
DEP Departamento de Engenharia de Pesca
DQO Demanda Química de Oxigênio
ETE Estação de Tratamento de Esgoto
Hx IC
Hipoxantina Incidência de custo
IMP Inosina monofosfato
IRM Índice de Rigor Mortis
MPA Ministério da Pesca e Aquicultura
NADP Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato
NMP Número mais provável
NRC National Research Council
OD Oxigênio dissolvido
OMS Organização Mundial da Saúde
PB Proteína Bruta
pH Potencial hidrogeniônico
PROSAB Programa de Saneamento Básico
RB Receita Bruta
RLP Receita Líquida Parcial
UFC Universidade Federal do Ceará
USEPA United States Environmental Protection Agency
1 INTRODUÇÃO ... 20
2 OBJETIVO ... 23
2.1 Objetivo Geral ... 23
2.2 Objetivos específicos... 23
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 24
3.1 Reúso de Águas ... 24
3.1.1 Definição e classificação ... 27
3.1.2 Vantagens e Desvantagens do Reúso ... 31
3.1.3 Reúso em piscicultura ... 33
3.1.4 Espécies a serem escolhidas ... 36
3.1.5 A tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) ... 37
3.1.6 Normas e padrões aplicados no reúso em piscicultura ... 39
3.2 Qualidade de água na piscicultura ... 42
3.2.1 Temperatura ... 42
3.2.2 pH ... 44
3.2.3 Amônia não-ionizada (N-NH3) ... 46
3.2.4 Oxigênio dissolvido (OD) ... 47
3.2.5 Demanda Química de Oxigênio (DQO) ... 49
3.2.6 Ortofosfato (P-Orto) ... 50
3.2.7 Condutividade elétrica (CE) ... 51
3.3 Vitamina C ... 51
3.3.1 Vitamina C em peixes ... 54
3.4 Avaliação econômica em sistemas de reúso... 58
3.5 Manutenção do frescor do pescado ... 59
4 MATERIAL E MÉTODOS ... 64
4.2.1 Hipóteses testadas ... 67
4.2.2 Preparação da ração ... 68
4.2.2 Acompanhamento dos parâmetros de qualidade de água ... 69
4.2.3 Povoamento e Biometrias ... 70
4.2.4 Acompanhamento da Capacidade Produtiva ... 73
4.2.5 Qualidade do pescado produzido ... 74
4.2.6 Análise econômica ... 74
4.2.8 Estado de frescor de pescado... 77
4.3 Análises Estatísticas ... 79
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 81
5.1 Qualidade da água afluente e nos tanques ... 81
5.1.1 Temperatura ... 81
5.1.2 pH ... 83
5.1.3 Amônia não ionizada (N-NH3) ... 86
5.1.4 Oxigênio dissolvido (OD) ... 89
5.1.5 Demanda Química de Oxigênio (DQO) ... 92
5.1.6 OD x DQO ... 95
5.1.7 Ortofosfato (P-Orto) ... 98
5.1.8 Sólidos Totais (ST) ... 101
5.1.9 Condutividade Elétrica (CE) ... 104
5.1.10 Coliformes Termotolerantes (CT) ... 105
5.1.11 Ovos de helmintos ... 107
5.2 Avaliação dos parâmetros zootécnicos... 109
5.2.1 Crescimento em comprimento (cm) ... 109
5.2.2 Crescimento diário (cm dia-1) ... 111
5.2.5 Taxa de sobrevivência (%) ... 117
5.2.6 Produtividade (kg ha-1 dia-1) ... 119
5.2.7 Conversão Alimentar Aparente (CAA) ... 120
5.3 Avaliação da qualidade microbiológica do pescado ... 123
5.4 Análise econômica ... 124
5.5 Avaliação do estado de frescor do pescado ... 126
6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 131
1 INTRODUÇÃO
O mau gerenciamento da água tem provocado diminuição da disponibilidade hídrica em diversas atividades desenvolvidas pelo homem. Somam-se a este quadro os constantes lançamentos de esgoto in natura nos mananciais de abastecimento, a falta de políticas públicas para a operacionalização das leis vigentes sobre esses lançamentos e a falta de educação ambiental da população.
A situação se agrava em regiões que sofrem com o fenômeno da estiagem, como na região do semi-árido do Nordeste do Brasil, que passam por longos períodos com falta de água.
Para minimizar esse panorama, buscam-se atividades alternativas que, além de diminuir os impactos antes relatados, sejam economicamente viáveis, ambientalmente corretas e socialmente justas, a fim de se alcançar o desenvolvimento sustentável.
O uso de esgotos domésticos é uma forma eficaz de controle da poluição de mananciais, além de ser uma atividade que pode gerar sustentabilidade econômica e social. A piscicultura é uma atividade que demanda grande quantidade de água, sendo satisfatória a busca por atividades alternativas que amorteçam o panorama do uso da água pela aquicultura.
A utilização de esgoto doméstico tratado na piscicultura torna-se, assim, uma possível prática para aumentar a disponibilidade de água para outras atividades, além de reduzir os impactos ambientais que ocorreriam com o lançamento dos efluentes desses cultivos nos corpos receptores. O uso de esgoto doméstico tratado na piscicultura resulta na produção de proteína de baixo custo, visto que se evita a fertilização da água de cultivo para promover o aumento da comunidade primária, além de reduzir a quantidade de ração a ser ofertada aos peixes cultivados.
em níveis primário e secundário foram aplicados com sucesso no cultivo da tilápia do Nilo em diversos experimentos (GHOSH, 2004; KHALLIL; HUSSEIN, 2008; PHAN-VAN; ROUSSEAU; DE PAUW, 2008; SANTOS et al., 2009a; SANTOS et al., 2009b; SANTOS et al., 2011).
Vários experimentos tiveram o objetivo de gerar pós-tratamento de esgoto com a piscicultura para reduzir o potencial poluidor das águas residuais e/ou aumentar a oferta de água de boa qualidade para fins mais nobres como o abastecimento humano (GERHARDT; OSWALD, 1990; FELIZATTO; STARLING; SOUZA, 2000; ANDRADE; FELIZATTO; SOUZA, 2009; PINTO JUNIOR et al., 2009). Contudo, se faz necessário agregar a essa atividade um maior valor econômico para viabilizar a produção por parte dos produtores que utilizariam essa tecnologia de cultivo de peixes.
A suplementação das rações comerciais com Vitamina C poderá promover a melhoraria do desempenho zootécnico dos peixes cultivados utilizando esgoto doméstico tratado, pois esse suplemento melhora a taxa de crescimento dos peixes, reduz os efeitos de estressores ambientais, além de reduzir a ocorrência de doenças (DABROWSKI; CIERESZKO, 2001; CHAGAS; VAL, 2003; ROTTA, 2003; LEE; DABROWSKI, 2004; FALCON et al., 2007; DARIAS et al., 2011).
Outro fator crucial no cultivo de peixes com uso de águas residuárias tratadas é a condição higiênica do pescado, tendo em vista que, mesmo com o tratamento do esgoto em Lagoas de Estabilização possuindo elevada eficiência na remoção de organismos patogênicos, pode ainda haver perigo de contaminação microbiológica nos peixes produzidos. Para avaliar essas condições, se faz necessário examinar se há presença nos peixes de organismos patogênicos ao homem.
Pesquisas demonstram que a qualidade microbiológica do pescado produzido em águas residuárias apresenta condições satisfatórias para o consumo humano, sendo uma ferramenta para reduzir a crença errônea que pescados produzidos em sistemas que utilizam esgoto tratado possuem contaminação microbiológica (EVES
et al., 1995; PEREIRA; LAPOLLI, 2009; SANTOS et al., 2009b).
tratado na produção de peixes propiciam um estado de bem-estar dos mesmos.
Esta pesquisa teve como fundamento analisar alguns parâmetros zootécnicos, de qualidade da água e econômicos, para determinar a viabilidade técnica-econômica do cultivo de tilápia do Nilo em esgoto doméstico tratado em lagoas de estabilização.
Para isso, foi testado o efeito da suplementação alimentar com Vitamina C em diferentes manejos alimentares, para verificar o melhor tipo de cultivo desses organismos em sistemas de reúso de águas.
Esta pesquisa baseou-se na análise quantitativa dos parâmetros de qualidade de água e microbiológicos do pescado. O primeiro, verificando se o efluente produzido no cultivo se encontrava dentro das normas pré-estabelecidas na Portaria 154/02 da Superintendência Estadual do Meio Ambiente do Ceará - SEMACE. O segundo, para verificar a segurança alimentar do pescado produzido, conforme os padrões propostos pela resolução RDC nº 12/2001 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA).
Realizou-se também uma avaliação econômica dos tratamentos testados, para verificar qual o mais viável economicamente.
Em um experimento adicional, foi feita a análise comparativa do Índice de Rigor Mortis (IRM) da musculatura das tilápias do Nilo cultivadas em esgoto doméstico tratado com e sem depuração, verificando, paralelamente, a influência de duas diferentes formas de abate, por imersão em solução com eugenol e por hipotermia, nos resultados do IRM.
2 OBJETIVO
2.1 Objetivo Geral
Avaliar o efeito da suplementação com Vitamina C em diferentes níveis de arraçoamento no cultivo de tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus, em esgoto doméstico tratado.
2.2 Objetivos específicos
Avaliar, por meio de parâmetros físico-químicos e biológicos, a qualidade da água de reúso afluente aos tanques e a água de cultivo dos tratamentos experimentais.
Verificar a viabilidade técnica do cultivo de tilápia do Nilo utilizando ração suplementada com vitamina C em diferentes taxas de fornecimento, por meio da avaliação dos parâmetros zootécnicos;
Avaliar a qualidade microbiológica do pescado produzido, para mensurar a segurança alimentar da prática do uso de efluentes domésticos tratados na aquicultura;
Efetuar uma análise econômica dos tratamentos experimentais testados.
3.1 Reúso de Águas
A água é imprescindível a qualquer ecossistema, tratando-se de um bem indispensável à vida humana (SILVA, A. et al., 2003). Em termos globais, a quantidade de água disponível em nosso planeta é muito superior ao total necessário aos diversos usos da população (MOTA; AQUINO; SANTOS, 2007). Este recurso é essencial para o uso urbano, industrial e agrícola e tem de ser considerado como um recurso limitado (FUENTESA et al., 2008). Contudo, a água foi por muito tempo considerada pela humanidade como um recurso inesgotável e, talvez por isso, mal gerido. Não faltam exemplos de escassez de água doce, observada pelo abaixamento do nível dos lençóis
freáticos, o “encolhimento” dos lagos e a secagem dos pântanos (FLORÊNCIO et al., 2006).
Em muitas regiões do globo, a população ultrapassou o ponto em que podia ser abastecida pelos recursos hídricos disponíveis (SANTOS; MANCUSO, 2003) e muitos países terão que reduzir a quantidade de água utilizada na irrigação e transferi-lo para os setores doméstico, industrial e ambiental (FUENTESA et al., 2008).
De acordo com o Relatório do Banco Mundial, em 1995, 250 milhões de pessoas, distribuídas em 26 países, já enfrentavam escassez crônica de água. No ano de 2025, esse número deverá saltar para 3 bilhões, em 52 países. A demanda mundial por água tem dobrado a cada 21 anos (MOTA; AQUINO; SANTOS, 2007). No ano de 2004, na China, país com maior população no mundo, mais da metade das 667 cidades enfrentavam escassez de água (CHEN et al., 2004).
O panorama torna-se ainda mais dramático quando se constata, simultaneamente, a deterioração dos mananciais de abastecimento, como resultado, dentre outros fatores, do baixo nível de cobertura dos serviços de tratamento de água residuárias, da fragilidade da implementação de políticas de proteção de mananciais, da não observação das boas práticas agropecuárias (FLORÊNCIO et al., 2006).
água será um dos temas centrais do século 21 no mundo, e assim a vida de bilhões de pessoas vai depender da sua gestão sábia (FUENTESA et al., 2008).
Os impactos sociais, econômicos e ambientais no passado do desenvolvimento dos recursos hídricos e a perspectiva inevitável da escassez de água estão a conduzir para um novo paradigma na gestão dos recursos hídricos (METCALF; EDDY, 2007). Há, portanto, necessidade de que sejam adotadas medidas de uso racional e reaproveitamento da água, e de controle da poluição dos recursos hídricos, como forma de garantir a sua disponibilidade, hoje e sempre (MOTA; AQUINO; SANTOS, 2007).
Novas abordagens agora incorporam o princípio da sustentabilidade, ética ambiental e participação pública no desenvolvimento de projetos (METCALF; EDDY, 2007). A reutilização de águas residuais tem atraído uma atenção crescente em nível mundial como parte integrante da gestão de recursos hídricos com tendência a ser utilizado para diversos fins. O reúso de águas constitui, assim, uma prática a ser incentivada em várias atividades humanas (MOTA; AQUINO; SANTOS, 2007; YANG; ABBASPOUR, 2007).
A utilização de efluentes de esgoto deve ser seriamente considerada como uma importante estratégia para a conservação dos recursos hídricos (KATHIJOTES, 2011), oferecendo, portanto, oportunidades de natureza econômica, ambiental e social, mas em situações de acentuada escassez de recursos hídricos pode mesmo constituir uma necessidade (FLORÊNCIO et al., 2006).
A presença de nutrientes no esgoto sanitário pode constituir um problema nem sempre de fácil solução, mas pode significar uma vantagem substancial para o reúso de água, especialmente em irrigação e piscicultura, pois são insumos necessários para o cultivo de plantas e de animais aquáticos (MOTA; VON SPERLING, 2009).
Fonte: Adaptado de OMS (1989).
Águas municipais
Águas municipais
não potáveis Recreação Piscicultura Indústria
Águas municipais
potável Agricultura
Interior da industria
Usos gerais Natação Navegação
desportiva
Pesca
Calhas Hortas e vinhedos Forrageiras, cultivo de fibras e sementes
Cultivo para consumir depois de processado
3.1.1 Definição e classificação
Segundo Metcalf e Eddy (2007), reúso de água é a utilização de águas residuárias para um uso benéfico, como a irrigação ou refrigeração industrial. Para Lavrador (1987 apud BREGA FILHO; MANCUSO, 2003), reúso de água é o aproveitamento de águas previamente utilizadas, uma ou mais vezes, em alguma atividade humana, para suprir as necessidades de outros usos benéficos, inclusive o original.
Em 1973, a OMS (apud BREGA FILHO; MANCUSO, 2003) classificou o reúso de água como:
• Reúso indireto: ocorre quando a água já usada, uma ou mais vezes para uso doméstico ou industrial, é descarregada nas águas superficiais ou subterrâneas e utilizada novamente a jusante, de forma diluída;
• Reúso direto: é o uso planejado e deliberado de esgotos tratados para certas finalidades
como irrigação, uso industrial, recarga de aqüífero e água potável;
• Reciclagem interna: é o reúso da água internamente às instalações industriais, tendo como
objetivo a economia de água e o controle da poluição;
Lavrador Filho (1987 apud BREGA FILHO; MANCUSO, 2003) relata outra terminologia para o reúso de águas: reúso planejado, resultante de uma ação consciente, e reúso não planejado, apenas um subproduto não intencional após as descargas.
Quadro 1– Terminologias do reúso de águas.
Terminologia Definição
1. Reúso indireto não planejado de água - Ocorre quando a água, já utilizada, é descarregada no meio ambiente e novamente utilizada a jusante, em sua forma diluída, de maneira não intencional e não controlada.
2. Reúso planejado de água - Ocorre quando o reúso é resultado de uma ação humana consciente, adiante do ponto de descarga do efluente a ser usado de forma direta ou indireta.
3. Reúso indireto planejado de água - Ocorre quando os efluentes, depois de convenientemente tratados, são descarregados de forma planejada nos
corpos d’água superficiais ou
subterrâneos, para serem utilizados a jusante em sua forma diluída e de maneira controlada, no intuito de algum uso benéfico.
4. Reúso direto planejado de água - Ocorre quando os efluentes, depois de convenientemente tratados, são encaminhados diretamente ao local de reúso.
5. Reciclagem de água - É o reúso interno da água, antes de sua descarga em um sistema geral de tratamento ou outro local de disposição, para servir como fonte suplementar de abastecimento do uso original.
No Quadro 2 estão as modalidades abrangentes do reúso direto não potável de água, estabelecidas pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos (Mota; Aquino; Santos, 2007).
Quadro 2– Modalidades do reúso direto não potável de água estabelecido pelo Conselho Nacional de Recursos Hídricos.
Tipo de reúso direto não potável Finalidade
Reúso para fins urbanos Utilização de água de reúso para fins de irrigação paisagística, lavagem de logradouros públicos e veículos, desobstrução de tubulações, construção civil, edificações, combate a incêndios, dentro da área urbana.
Reúso para fins agrícolas e florestais Aplicação de água de reúso para produção agrícola e cultivo de florestas plantadas;
Reúso para fins ambientais Utilização de água de reúso para implantação de projetos de recuperação do meio ambiente;
Reúso para fins industriais Utilização de águas de reúso em processos, atividades e operações industriais;
Reúso na aquicultura Utilização de água de reúso para criação de animais ou cultivo de vegetais aquáticos.
Fonte: Mota, Aquino e Santos (2007).
Quadro 3– Principais categorias de aplicação de águas residuárias municipais tratadas.
Categoria Aplicação típica
1. Irrigação na agricultura - Irrigação de culturas;
- Colheitas comerciais;
2. Irrigação paisagista - Parques;
- Jardins de escolas;
- Campos de golf
- Cemitérios;
- Residencial;
3. Reciclagem e reúso industrial - Água de refrigeração;
- Água para caldeiras;
- Água para processos diversos;
- Construção pesada;
4. Recarga artificial subterrânea - Reabastecimento de águas subterrâneas;
- Controle de aumento de sal na água;
- Controle de subsidência;
5. Recreação/Uso ambiental - Lagos e lagoas;
- Aumento de vazões;
- Pesca;
6. Uso urbano não potável - Controle de fogo
- Ar condicionado;
- Descargas de banheiros;
7. Reúso potável - Mistura em reservatórios de abastecimento de água;
- Mistura em águas subterrâneas;
- Mistura em tubulações de água.
A prática de reúso mais utilizada tem sido a irrigação, já sendo adotada em várias partes do mundo (MOTA; AQUINO; SANTOS, 2007). Nas três últimas décadas, a irrigação com esgotos sanitários tornou-se prática crescente em todo o mundo, por vezes acompanhadas de rígido controle sanitário, outras não, impondo sérios riscos à saúde (BASTOS et al., 2003a). Contudo, esta prática, no Brasil, ainda não é difundida, observando-se, no entanto, que é muito praticado o reúso não planejado, com a utilização de águas de corpos de água que recebem esgotos, tratados ou não (MOTA; AQUINO; SANTOS, 2007).
3.1.2 Vantagens e Desvantagens do Reúso
O uso de águas residuárias apresenta importantes benefícios, como a utilização de efluente tratado como um recurso hídrico para propósitos benéficos e a minimização dos impactos ambientais, através da eliminação ou redução da disposição de efluentes em corpos d’água receptores, reduzindo a poluição das águas superficiais e subterrâneas, bem
como preservando a qualidade da água (SNEL, 2002; METCALF; EDDY, 2003).
Segundo Mota, Aquino e Santos (2007), o uso de esgotos tratados é uma prática indicada não somente para regiões áridas e semi-áridas, como também para os outros locais onde há carência de água, apresentando, entre outras, as seguintes vantagens:
• Aumento da oferta de água;
• Suprimento de água durante todo o ano, uma vez que constantemente são produzidos
esgotos;
• Possibilidade de se utilizar a água disponível para fins que demandem uma água de
melhor qualidade, como o abastecimento humano, por exemplo;
• Evita-se o lançamento de efluentes em cursos d´água com vazões pequenas ou nulas, reduzindo-se os riscos de poluição;
• Aproveitamento dos nutrientes existentes no esgoto, diminuindo, ou mesmo eliminando o
uso de fertilizantes artificiais;
• Adição da matéria orgânica contida no esgoto, ao solo, contribuindo para sua
conservação, e prevenção da erosão;
de contaminação ambiental e os riscos de transmissão de doenças aos trabalhadores, manipuladores e consumidores de produtos gerados a partir de águas de reúso.
Segundo Mota (2000), em regiões onde há carência de água até para consumo humano, como em regiões semi-áridas como a do Nordeste do Brasil, o reúso de águas é uma prática que deve ser incentivada.
Bastos et al. (2003a) relatam que a utilização de esgotos sanitários deve ser tratada com segurança do ponto de vista sanitário, com sustentabilidade do ponto de vista ambiental e otimização do ponto de vista de produção. Sendo realizada dentro destes critérios, a mesma pode apresentar diversas vantagens, dentre as quais:
• Favorece o aumento da produção de alimentos, a recuperação de áreas improdutivas e a ampliação de áreas irrigadas;
• Minimiza o lançamento de esgotos em cursos d’água, prevenindo a poluição, a
contaminação e a eutrofização;
• Favorece a recuperação do solo e a recuperação de áreas degradadas;
• Amplia áreas de lazer e zonas verdes em cidades, amenizando o clima e melhorando a estética da mesma.
Estes fatos não escondem os efeitos negativos que podem decorrer desta atividade e que, conforme citado por Snel (2002), não devem ser ignorados, como:
• Riscos à saúde dos trabalhadores do sistema implantado que estejam em contato prolongado com o efluente, assim como daqueles que sejam consumidores de produtos que deste sistema sejam provenientes;
• Contaminação de lençóis subterrâneos devido a substâncias encontradas no esgoto como,
por exemplo, nitratos;
• Inserção de poluentes químicos no solo, tais como metais pesados; • Criação de habitat para vetores de doenças;
• Crescimento excessivo de algas e vegetação em canais que transportem o efluente devido
ao fenômeno de eutrofização.
Segundo Metcalf e Eddy (2003), os principais problemas encontrados na aplicabilidade do reúso de águas são:
• Tratamento de esgotos capaz de atender aos padrões de qualidade de água mais restritos
para o reúso pretendido;
3.1.3 Reúso em piscicultura
A aquicultura é uma atividade técnico-econômica que tem como finalidade a maior produção de seres aquáticos aproveitáveis, sistematicamente, com a participação do homem no processo produtivo e/ou mediante o oferecimento de maiores facilidades da mesma (KOIKE, 1987).
Segundo dados da FAO (2010), a aquicultura continua a ser o setor que mais cresce na produção de alimento de origem animal no mundo, com um aumento no abastecimento per capita de 0,7 kg, em 1970, para 7,8 kg, em 2008, com uma taxa média de crescimento anual de 6%, observando um aumento substancial na taxa de emprego oriundo dessa atividade nas últimas três décadas, tendo taxa de crescimento em torno de 3,6% desde 1980.
A aquicultura moderna envolve três componentes: a produção lucrativa, a preservação do meio ambiente e o desenvolvimento social. Estes são essenciais e indissociáveis para que a atividade seja perene (VALENTI, 2002).
Na busca do desenvolvimento de atividades que sejam economicamente viáveis, ambientalmente corretas e socialmente justas, faz-se necessário considerar a prática do reúso de águas como uma das boas opções para a problemática da oferta hídrica. Quando é feito reúso em aquicultura, é possível agregar a atividade econômica, a geração de emprego e a produção de proteína (SANTOS et al. 2009a).
Em diversas variedades de sistemas de aquicultura, o esgoto doméstico tem sido mundialmente usado, na maioria dos casos na produção de peixes (FELIZATTO; STARLING; SOUZA, 2000). Contudo, Edward (1992) comenta que a utilização de águas residuais na aquicultura em países desenvolvidos e países em desenvolvimento possui diferentes motivos. Para os países em desenvolvimento, o motivo principal é a produção de alimentos, enquanto que para países desenvolvidos é de tratamento de águas residuais.
A piscicultura com esgotos sanitários, bem como a piscicultura em si, como contribuição à segurança alimentar, deve obedecer aos princípios da sustentabilidade econômica, sanitária e ambiental, ou seja, a atividade deve garantir retorno financeiro, não impor riscos à saúde humana e não provocar impactos ambientais. Adicionalmente, impõe-se o desafio de vencer resistências de natureza cultural (BASTOS et al, 2003b).
três lagoas pode ser suficiente para reduzir o número de bactérias fecais para níveis aceitáveis (JUNKE-BIERBEROVIC, 2001), dependendo das condições locais.
Moscoso (1996) relata que existem três tipos de sistemas que integram o uso de águas residuárias na aquicultura:
• Viveiros de peixes que recebem esgoto bruto diretamente;
• Viveiros de peixes precedidos por um tratamento primário;
• Viveiros de peixes que recebem efluentes que foram tratados para remoção de patógenos.
Além destes, Edward (1992) acrescenta o cultivo de peixes diretamente nas Lagoas de Estabilização como outro sistema para uso de águas residuárias na aquicultura.
Um claro atrativo para a utilização de esgotos sanitários na piscicultura é a oferta de água. Considerando uma contribuição per capita de esgotos de 150 – 200 L hab -1 dia-1, e uma demanda genérica de água para piscicultura de 10 L s-1 ha-1 , constata-se que o esgoto produzido por uma única pessoa seria suficiente para suprir 1,7 - 2,3 m² de cultivo de peixes, ou seja, uma população de 10.000 habitantes produziria “água” para 2 ha de
cultivo de peixes. Em geral, a criação intensiva envolve taxas de renovação volumétrica diária de 10% até 100%, dependendo da qualidade da água, da densidade de peixes, fatores climáticos e da produtividade desejada (BEVILACQUA; BASTOS; LANNA, 2006).
O uso de excretas na aquicultura pode ter como objetivo a produção de peixes para consumo humano ou para alimentação de espécies carnívoras, bem como produção de farinha de peixe para produção de rações. Outro objetivo seria o uso direto para produzir macrófitas aquáticas, que poderiam ser utilizadas como fonte de proteína na produção de rações para peixes ou gado. Assim, várias estratégias podem ser utilizadas no uso de águas residuárias na aquicultura, tendo como objetivo a produção de alimentos para consumo humano com uso direto ou indireto de excretas (EDWARD, 1992).
Figura 2– Estratégias de uso de excretas na aquicultura.
Fonte: Adaptado de Edwards (1992).
Excretas
Viveiros para peixes Viveiros para macrófitas
Peixes Algas
Ração Alimento
Peixes Gado
Em 2010, no Estado do Ceará, foi utilizada outra modalidade de uso de águas residuárias na aquicultura. Pesquisadores da Universidade Federal do Ceará realizaram o cultivo de peixes ornamentais em esgoto doméstico tratado no Centro de Pesquisa sobre Tratamento de Esgoto e Reúso de Águas (DIÁRIO DO NORDESTE, 2011). Assim, verifica-se que vários objetivos podem ser alcançados no uso de águas residuárias na aquicultura, como produção de bens de elevado valor (produtos alimentares, alimentos para animais e animais ornamentais) (JUNKE-BIERBEROVIC, 2001).
Experiências em escala real ou no âmbito de pesquisa registram a viabilidade do uso de esgotos sanitários em piscicultura e indicam que, com adequado manejo, é possível alcançar boa produtividade e minimizar os riscos à saúde, além da aceitabilidade de mercado de consumo (MOSCOSO et al., 1992 apud BASTOS et al., 2003b).
A reação adversa de muitas pessoas à idéia de consumir peixes criados em sistemas com uso de excretas é, provavelmente, em grande parte devido à crença errônea de que os peixes se alimentam diretamente dos sólidos fecais. Na realidade, em um sistema projetado para minimizar os riscos para a saúde pública, a nutrição de peixes deriva de organismos que se desenvolvem como resultado dos efeitos da fertilização de nutrientes inorgânicos contidos no meio (EDWARD, 1992).
Os peixes cultivados em sistemas de reutilização de excretas são de alta qualidade e são iguais ou até superiores em sabor e odor de peixes cultivados em outras formas de cultivo (EDWARD, 1992).
3.1.4 Espécies a serem escolhidas
Uma seleção criteriosa da espécie a ser cultivada é um fator chave para, em qualquer das situações de manejo, aproveitar o potencial de utilização de esgotos sanitários na piscicultura (BEVILACQUA; BASTOS; LANNA, 2006). Na seleção de espécies para cultivo devem ser considerados aspectos de adaptação climática e à qualidade da água, hábitos alimentares e facilidade de manejo (BASTOS et al., 2003b).
A grande variedade de espécies de peixes que foram criados em sistemas que utilizam águas residuárias reflete, em grande medida, a cultura de espécies locais em diferentes países ao invés de peixes perfeitamente adaptados para tais ambientes (EDWARD, 1992).
transformando a energia potencial do ambiente (nutrientes) em produção de pescado (PEREIRA, 2004). Outra importante característica da espécie a ser utilizada na prática do uso de esgoto tratado é a rusticidade da espécie, sua resistência as variações da qualidade de água (SANTOS, 2008).
Algumas espécies sugeridas para a criação neste tipo de sistema são as carpas e tilápias. A tilápia tem sido considerada a espécie com maior potencial, por ser tolerante a baixos níveis de oxigênio, a variações na salinidade e a níveis de amônia relativamente elevados (BEVILACQUA; BASTOS; LANNA, 2006).
3.1.5 A tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758)
Tilápia é a designação de um dos principais grupos de peixes cultivados no mundo, sendo todas as espécies do grupo originárias da África. Também é o grupo que mais cresce no comércio mundial de pescado (SILVA, 2009).
A produção da tilápia do Nilo (Figura 3), Oreochromis niloticus, no Brasil, apresenta um padrão de crescimento contínuo desde 1994. Entre os anos de 2003 a 2009 o crescimento foi de 105%. Nos ano de 2008 e 2009, houve um crescimento de 20% da produção, chegando a 132.957,8 toneladas, representando 39% da produção total de pescado proveniente da piscicultura continental (BRASIL, 2010).
No Estado do Ceará, a produção de tilápia desponta como atividade estratégica pelo fato de ter caído no gosto da população e pelo Estado deter domínio tecnológico e de infraestrutura de cultivo, processamento e distribuição da cadeia produtiva. Em 2009, foram produzidas 20 mil toneladas ano-1 deste pescado, mas a meta para 2011 é de 40 mil toneladas (DIARIO DO NORDESTE, 2010).
O Ceará aponta, atualmente, como o maior produtor de tilápia no Brasil, com uma produção em torno de 25 mil toneladas no ano de 2010, sendo, também, o Estado que mais consome esse pescado (DIARIO DO NORDESTE, 2011). Isso se deve, em particular, pelo Estado apresentar um grande potencial hídrico para criação de tilápia em tanques-rede, além de possuir forte mercado local para a tilápia, clima favorável para o cultivo, tradição como exportador de pescado e a proximidade dos mercados internacionais (KUBITZA, 2000, 2003).
tailandesa chitralada, gerando impactos positivos na produção da mesma, observando-se rápido crescimento no cultivo (KUBITZA, 2000; LOVSHIN, 2000).
Figura 3- Exemplar de tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758).
Fonte: Autor.
As tilápias são ciclídeos de origem africana contando, atualmente, com mais de 70 espécies, sendo a tilápia do Nilo a segunda espécie mais cultivada no mundo, perdendo somente para as carpas. Esta espécie se destaca das demais pelo rápido crescimento, reprodução tardia, alta prolificidade e, quando cultivada em águas verdes, a tilápia do Nilo, apresenta melhor taxa de conversão alimentar, superando, em crescimento, as demais espécies (KUBITZA, 2000).
A maioria das espécies de tilápias amadurecem sexualmente entre o 4° e 5° mês de vida e, dependendo da temperatura, a precocidade pode ocorrer antes do 4° mês, sendo a energia que as fêmeas deveriam utilizar para o crescimento desviada para o ato reprodutivo, salientando-se, ainda, que algumas espécies de tilápias incubam os ovos na boca, ficando vários dias praticamente sem se alimentar, aumentando ainda mais a diferença de tamanho entre machos e fêmeas (KUBITZA, 2000).
Atualmente, algumas técnicas são usadas na tentativa de minimizar os efeitos da precocidade da espécie como: a sexagem manual, hibridização, super macho e a reversão sexual (CÉSAR et al., 2006).
Marengoni (1999) salienta que a tilápia do Nilo consome grande variedade de alimentos, além de ajudar a controlar plantas aquáticas submersas e flutuantes e, dessa forma, favorece ao equilíbrio de ecossistemas aquáticos. Silva (2009) informa que esta espécie ingere plâncton, folhas verdes, organismos bentônicos, invertebrados aquáticos, detritos e matéria orgânica em decomposição.
Esta espécie possui grande tolerância a águas de baixa qualidade, sobrevivendo em condições precárias, seja com excessiva alimentação, fertilização e mesmo matéria orgânica na forma de resíduos (KELLNER; PIRES, 1998). São organismos rústicos que, por aproveitarem a matéria orgânica e restos de produtos animais e vegetais em ambientes eutrofizados, tornaram-se tão utilizados como escolha na atividade do reúso na piscicultura (MATHEUS, 1984).
3.1.6 Normas e padrões aplicados no reúso em piscicultura
Os padrões e normas aplicados ao reúso de águas ainda são escassos no Brasil. Assim, os projetos e pesquisas desenvolvidos adotam os padrões da OMS ou da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA), definidos para essa atividade (AQUINO; GRADVOHL; SANTOS, 2007).
A SEMACE estabelece, em sua Portaria n° 154 de julho de 2002 (CEARÁ, 2002), que a reutilização de efluentes de origem doméstica em atividades agronômicas (irrigação e drenagem, dessedentação de animais e aquicultura) deve obedecer aos seguintes limites:
a) Coliformes fecais < 1000 CF 100 mL-1; b) Ovos de helmintos < 1 ovo L-1 de amostra; c) Condutividade elétrica < 3000µS cm-1.
Além destes, esta Portaria estabelece que qualquer fonte poluidora deve enquadrar seus despejos líquidos aos seguintes padrões:
a) pH entre 5,0 e 9,0;
b) Temperatura inferior a 40 °C, sendo que a elevação da temperatura do corpo receptor não deve exceder a 3 °C;
A Organização Mundial da Saúde (OMS, 1989), do ponto de vista de qualidade microbiológica, propôs, para o cultivo de peixes em águas residuárias tratadas, as seguintes diretrizes sanitárias na água dos tanques de cultivo: 10³ coliformes fecais por 100 mL no
tanque de piscicultura (ou ≤ 104 no afluente ao tanque de piscicultura), e ausência de ovos de helmintos (trematóides).
A OMS, no ano de 2006, publicou uma ampla revisão nos critérios para reúso em piscicultura, como apresentado no Quadro 4.
Quadro 4- Níveis de qualidade microbiológica para aquicultura utilizando esgotos, de acordo com a Organização Mundial de Saúde.
Público alvo
Ovos viáveis de trematóides (incluindo ovos de schistosoma onde for relevante) nº por 100 mL ou por grama de sólidos totaisa
E. coli (média aritmética por 100 ml ou por grama de sólidos totaisa,b
Ovos de helmintosc (média aritmética por litro ou por grama de sólidos totaisa,d)
Consumidores dos produtos
Água dos tanques Não detectável ≤ 104 ≤ 1
Esgoto sanitário Não detectável ≤ 105 ≤ 1
Excretas tratadas Não detectável ≤ 106 ≤ 1
Carne comestível de peixe ou partes de plantas
Cercária infectável não detectável (ou não
infectável) Especificações da Codex Alimentarius Comission (FAO/OMS)e Não detectável
Trabalhadores na
aquicultura e
comunidade local
Água dos tanques Não detectávelf ≤ 103 ≤ 1
Esgoto sanitário Não detectávelf ≤ 104 ≤ 1
Excretas tratados Não detectávelf ≤ 105 ≤ 1
Fonte: WHO (2006 apud Santos et al., 2009ª).
a Os excretas são medidos em gramas de sólidos totais (em peso seco); 100 mL de esgotos sanitários /
excretas contêm aproximadamente 1-4 g de sólidos totais.
b Deve ser determinada uma média aritmética para o período de aquicultura. Para a água dos tanques (público
alvo consumidores dos produtos), por exemplo, o valor médio de ≤ 104 deve ser determinado em, pelo
menos, 90% das amostras, de modo a tolerar amostra com valor eventual maior (105 ou 106 E. coli por 100 mL).
c Aplicável quando plantas aquáticas estão crescidas e quando há elevado contato com esgotos, excretas, água
contaminada ou solos contaminados.
d Deve ser determinada uma média aritmética para o período de aquicultura. O valor médio de ≤ 1 ovo por
litro deve ser determinado em, pelo menos, 90% de amostras, de modo a tolerar amostra com valor eventual maior (com > 10 ovos por litro).
e A “Codex Alimentarius Commission” não especifica qualidade microbiológica para carne de peixes ou
plantas aquáticas; mais propriamente, recomenda a adoção
de análise de riscos e controle de aspectos críticos, aplicados da produção ao consumo.
Bastos e Bevilacqua (2006) publicaram, no âmbito do Programa de Saneamento Básico (Prosab), uma discussão em torno dos critérios de qualidade microbiológica para a utilização de esgotos sanitários em piscicultura. Estes critérios foram desenvolvidos com base nas diretrizes recomendadas pela OMS, por serem estas umas das poucas informações suficientemente sistematizadas e bem fundamentadas. No Quadro 5 constam as diretrizes propostas pelo Prosab.
Quadro 5- Diretrizes do Prosab para uso de esgotos sanitários em piscicultura.
Ponto de amostragem
CTer 100 mL-1 (2)
Ovos de helmintos L-1
Nematóides intestinais humanos(3)
Trematóides
Afluente do tanque de
piscicultura ≤ 1 x 10
4 ≤ 1 ND(4)
No tanque de piscicultura ≤ 1 x 103 ≤ 1 ND(4)
Fonte: Bastos e Bevilacqua (2006).
(1) Para o uso de esgoto tratado em piscicultura não há padrão explicito de DBO, DQO e Sólidos Suspensos
Totais, sendo as concentrações efluentes uma conseqüência das técnicas de tratamento compatíveis com a qualidade microbiológica estipulada. Entretanto, recomendam-se taxas de aplicação superficial nos tanques de piscicultura da ordem de 10-20 kg DBO ha-1 d-1. Deve-se observar que a amônia livre é tóxica para peixes
em níveis superiores a 2-5 mg NH3 L-1.
(2) Coliformes termotolerantes; média geométrica, alternativa e preferencialmente pode-se determinar E. coli. (3) Média aritmética.
(4) Não detectável.
Quadro 6– Critérios de qualidade para pescados recomendados pela Anvisa.
Grupo de alimentos Microrganismo Tolerância para amostra
indicativaa
Pescado, ovos de peixes, crustáceos e moluscos
cefalópodes “in natura”,
resfriados ou congelados não consumido cru;
Moluscos bivalves “in natura”, resfriados ou
congelados, não consumido
cru; Carne de rãs “in natura”, refrigerada ou
congelada.
Estafilococus coagulase
positiva g-1 10
3
Salmonella sp 25 g-1 Ausência
a Amostra indicativa: é a amostra composta por um número de unidades amostrais inferior ao estabelecido em
plano amostral constante na legislação específica.
3.2 Qualidade de água na piscicultura
3.2.1 Temperatura
A temperatura é a medição da intensidade de calor do meio, sendo a origem do calor a transferência por radiação, convecção e condução pela atmosfera e solo (VON SPERLING, 2005). Este parâmetro influencia diretamente nos processos biológicos que modificam a qualidade da água (BOYD; TUCKER, 1998).
Segundo Hardy (1981 apud ARANA, 1997), a temperatura é um dos principais limitantes numa grande variedade de processos biológicos, desde velocidade de simples reações químicas até a distribuição ecológica de uma simples espécie. A temperatura é um fator determinante no metabolismo dos organismos produtores primários e decompositores e na solubilidade dos gases (BASTOS et al., 2003b).
Os peixes cultivados em águas tropicais crescem melhor em temperaturas de 25 à 32 °C (BOYD, 1990).
A tilápia do Nilo é um peixe tropical, que sobrevive às temperaturas de 11 a 42 °C, apresenta conforto térmico na faixa de 27 a 32 °C, com temperatura ótima de 28 °C (KUBITZA, 2000; SILVA, 2009).
Temperaturas acima de 32 °C e abaixo de 27 °C reduzem o apetite e o crescimento das tilápias. Abaixo de 20 °C o apetite fica extremamente reduzido e aumentam os riscos de doenças. A faixa de 8 a 14 °C geralmente é letal, assim como temperaturas acima de 38 °C (KUBITZA, 2000).
Na Figura 4 indicam-se os efeitos da temperatura no metabolismo das tilápias.
Figura 4– Efeito da temperatura (°C) em tilápias.
Segundo Patton (1975), a temperatura é o principal fator ambiental estabelecido como causador de mudanças na composição química de ácidos graxos em peixes marinhos de águas superficiais e profundas. Contudo, Justi et al. (2005), avaliando o efeito da temperatura da água sobre o perfil de ácidos graxos de tilápia do Nilo, concluíram em seus estudos que esta propriedade física não modifica este perfil nos organismos estudados.
3.2.2 pH
O potencial hidrogeniônico representa a concentração de íons hidrogênio H+, dando uma indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água (VON SPERLING, 2005). É definido como o logaritmo negativo da concentração de H+ da água (BOYD, 1992) com escala entre 0 a 14 (VON SPERLING, 2005).
O efeito do pH sobre os peixes geralmente é indireto, influindo na solubilidade, na forma e na toxicidade de diversas substâncias, como metais pesados, amônia e gás sulfídrico, que são tóxicos aos peixes, e no próprio equilíbrio do sistema carbônico (BASTOS et al., 2003b), sendo, assim, um parâmetro muito importante a ser considerado na aquicultura, já que possui um profundo efeito sobre o metabolismo e processos fisiológicos de peixes, camarões e todos os organismos aquáticos (ARANA, 1997).
Para Boyd e Tucker (1998), a faixa aceitável de pH em viveiros de aquicultura é entre 7,0 e 9,0. Já para Proença e Bittencourt (1994), a faixa considerada boa para a aquicultura está entre 6,0 e 9,0, sendo ideal entre 7,0 e 8,0.
Na Figura 5 estão os efeitos do pH sobre os processos fisiológicos de peixes cultivados em viveiros, mostrando as faixas para bom crescimento, para baixo crescimento e a faixa letal para estes organismos.
Fonte: Adaptado de Boyd (1992).
Cessa reprodução Cessa reprodução
11 10
9 8
7 6
5 4
Bom crescimento
Baixo crescimento Morte
Morte Baixo crescimento
Dentro de um determinado viveiro ocorrem variações diárias de uma ou mais unidades de pH, resultantes das mudanças no ritmo da fotossíntese realizada pelo fitoplâncton e outras plantas aquáticas em resposta ao fotoperíodo diário (BOYD, 1989).
Ao longo do dia, a taxa de fotossíntese é maior que a taxa de respiração, ocorrendo remoção massiva de CO2, aumentando o pH dos viveiros. No período noturno, não ocorre fotossíntese e sim somente respiração, havendo remoção de O2 e injeção de CO2, reduzindo o pH dos viveiros (KUBITZA, 1998).
Essa variação de pH pode ser maior ou menor em viveiros de aquicultura, dependendo da alcalinidade dos mesmos. De uma forma geral, viveiros com fitoplâncton abundante e baixa alcalinidade apresentam valores de pH bem mais elevados ao final da tarde que os que contêm alta alcalinidade. Isso se deve à capacidade de neutralização da água sustentada pela alcalinidade mais elevada (BOYD, 1989).
Na Figura 6 mostra-se a variação dos valores de pH em viveiros de aquicultura com baixa e alta alcalinidade.
Figura 6- Variação diária do pH da água em viveiros com alta e baixa alcalinidade total.
Fonte: Kubitza (1998).
3.2.3 Amônia não-ionizada (N-NH3)
No ambiente aquático, o nitrogênio pode ser encontrado sob diferentes formas, dentre outras, a de nitrito, nitrato, amônia, óxido nitroso e amoníaco. A quantidade e a natureza de seus compostos muitas vezes determinam a produtividade total do sistema aquático, e, em alguns casos, a disponibilidade desses compostos controla a biomassa algal (SIPAÚBA-TAVARES, 1998 apud PEREIRA; MERCANTE, 2005).
As fontes de amônia nos tanques de piscicultura são os fertilizantes, os excrementos de peixes e como produto da decomposição de compostos nitrogenados e em tanques com alta densidade de peixes a concentração de amônia pode aumentar para níveis excessivamente elevados (BOYD, 1992).
A amônia existe em solução tanto na forma de íon amônio (NH4+) como na forma livre, não ionizada (NH3), segundo o seguinte equilíbrio dinâmico (VON SPERLING et al., 2009):
NH3 + H+↔ NH4+
A proporção de amônia não ionizada em relação à amônia ionizada na água depende do pH, da temperatura e da salinidade. Em geral, redução de pH e temperatura aumenta a concentração de amônia ionizada em relação a amônia não ionizada (ARANA, 1997; CHEN; LING; BLANCLETON, 2006). Destes parâmetros, uma variação de pH tem maior influência na variação de amônia que variações de temperatura (BOYD, 1992).
A distribuição relativa de N-NH3 assume a seguinte forma em função dos valores de pH (VON SPERLING et al., 2009):
pH < 8,0 (Praticamente toda a amônia na forma de NH4+); pH = 9,5 (Aproximadamente 50% NH3 e 50% NH4+); pH > 11,0 (Praticamente toda a amônia na forma de NH3).
A porcentagem de amônia não ionizada pode ser determinada pela Equação 1, proposta por Thurston et al. (1981 apud BASTOS et al.,2003b):
[ ]
(Equação 1)
A eficiência alimentar e a composição corporal dos peixes são afetados negativamente pela concentração de amônia no meio. A principal mudança na composição corporal inclui um aumento do teor de água (EL-SHAFAI et al., 2004a).
Em ambientes eutrofizados, o consumo de CO2 acarreta elevação do pH e a predominância da amônia não ionizada em relação ao íon amônio. Por outro lado, a amônia livre é passível de volatilização (BASTOS et al., 2003b). A volatilização da amônia ocorre quando a pressão do gás amônia na água excede a pressão da amônia no ar, ocorrendo quando o pH da água é igual ou superior a 9,0 (BOYD, 1989).
Altas concentrações do íon amônio podem influenciar fortemente a dinâmica do oxigênio dissolvido do meio, uma vez que para oxidar 1,0 mg do íon amônio são necessários cerca de 4,3 mg de oxigênio, tendo como conseqüência a elevação da concentração de amônia (TRUSSEL, 1972 apud PEREIRA; MERCANTE, 2005).
Em sistemas de cultivo de peixes com esgoto, a concentração de amônia irá aumentar, diminuir ou permanecer estável ao longo do tempo se a excreção de amônia pelos peixes e a entrada de amônia por outras fontes na água forem superiores, inferiores ou iguais à assimilação de nutrientes pelo fitoplâncton e por outras perdas desse nutriente para o ambiente, respectivamente (EL-SHAFAI et al., 2004a).
De acordo com Kubitza (2000), valores de amônia não ionizada acima de 0,20 mg L-1 já são suficientes para induzir toxicidade crônica e levar à diminuição do crescimento e da tolerância dos peixes a doenças. Níveis de amônia entre 0,70 e 2,40 mg L -1 podem ser letais para os peixes, quando expostos por curto período.
3.2.4 Oxigênio dissolvido (OD)
As principais fontes de oxigênio para a água são a atmosfera e a fotossíntese, enquanto as principais perdas são o consumo pela decomposição de matéria orgânica, perdas para a atmosfera, respiração de organismos aquáticos e oxidação de íons metálicos (ESTEVES, 1998).
Chien (1992 apud ARANA, 1997) manifesta que a fonte de oxigênio mais importante para as espécies aquáticas de cultivo procede do fitoplâncton, a partir da fotossíntese.
As variações de OD nos viveiros de peixes decorrem, principalmente, da intensidade da fotossíntese e da respiração. As variações diárias podem envolver a crescente saturação durante o dia até a supersaturação no final da tarde, seguida de queda intensa durante a noite (BASTOS et al., 2003a).
Quando a atividade fotossintética começa a aumentar gradativamente durante as primeiras horas da manhã, o oxigênio dissolvido também começa a aumentar, chegando a valor máximo ao entardecer (ARANA, 1997). À noite, enquanto a fotossíntese cessa, continua o consumo de oxigênio pelos organismos do viveiro, ocasionando diminuição nas concentrações de oxigênio dissolvido (BOYD, 1989).
A Figura 7 mostra a variação diária de OD em um viveiro de aquicultura.
Figura 7– Variação diária da concentração de oxigênio dissolvido em viveiro de aquicultura.
Fonte: Boyd (1990).
Cada espécie de peixe apresenta uma concentração ideal e limite de OD para seu melhor desenvolvimento ou sobrevivência (BASTOS et al., 2003b). De uma forma geral, os efeitos causados pelas diferentes concentrações de oxigênio na água de cultivo seguem o indicado no Quadro 7.
Quadro 7 - Efeitos das concentrações de oxigênio dissolvido em peixes.
Concentração de OD Efeitos
< 1 mg L-1 - Letal se a exposição dura mais que algumas horas;
1 – 5 mg L-1 - Peixes sobrevivem, mas ocorre redução na reprodução e baixo crescimento se a exposição for contínua;
> 5 mg L-1 - Peixes reproduzem e crescem normalmente.
Fonte: Adaptado de Boyd (1992).
Resistência a baixas concentrações de oxigênio dissolvido na água constitui uma característica das tilápias (SILVA, 2009). Em viveiros de recria, tilápias com peso entre 10 a 25 gramas suportaram concentrações de oxigênio entre 0,4 a 0,7 mg L-1 por 3 a 5 horas (KUBITZA, 2000).
3.2.5 Demanda Química de Oxigênio (DQO)
A decomposição da matéria orgânica de um líquido é feita, inicialmente, por bactérias aeróbias, que utilizam o oxigênio dissolvido no meio (MOTA, 2006). A matéria orgânica é responsável, assim, pelo consumo do oxigênio dissolvido na água pelos microrganismos decompositores (VON SPERLING, 2005) e quanto maior for a quantidade de matéria orgânica, maior a necessidade (demanda) de oxigênio para sua oxidação (MOTA, 2006).
