UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

ENGENHARIA AMBIENTAL

Controle do fósforo em reservatório eutrofizado no semiárido: experimento em

microescala com a técnica "flock & lock".

Débora Heloisa Xavier Silva

NATAL

2017

Débora Heloisa Xavier Silva

Controle do fósforo em reservatório eutrofizado no semiárido: experimento em

microescala com a técnica "flock & lock".

Trabalho de conclusão de curso, apresentado à

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

como parte dos requisitos para obtenção do

título de Engenheira Ambiental.

Orientadora:Drª.Fabiana Oliveira de Araújo

Co-orientadora: Profª. Drª.Vanessa Becker

NATAL

2017

Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN

Sistema de Bibliotecas – SISBI

Catalogação da Publicação na Fonte - Biblioteca Central Zila Mamede

Silva, Débora Heloisa Xavier.

Controle do fósforo em reservatório eutrofizado no semiárido: experimento em microescala com a técnica

"flock&lock “/ Débora Heloisa Xavier Silva. - Natal, 2017.

20f.: il.

Monografia (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Curso

de Engenharia Ambiental.

Orientadora: Prof.ª Dr.ª Fabiana Oliveira de Araújo.

Coorientadora: Prof.ª Dr.ª Vanessa Becker.

1. Eutrofização – Monografia. 2. Flock&lock - Monografia. 3. Fósforo– Monografia. 4. PAC–

Monografia. I. Araújo, Fabiana Oliveira de. II. Becker, Vanessa. III. Título.

RN/UF/BCZM CDU 556.18(813.2)

Agradecimentos

A Deus por ter me feito chegar até aqui, por ter me proporcionado realizar

sonhos que antes eram tão distantes, pelas alegrias, pelas tristezas e obstáculos

vencidos, por ter me proporcionado momentos e experiências que me tornaram uma

pessoa melhor. Ao grupo ELISA (Estudos Limnológicos do Semiárido), FINEP

(Financiadora de Estudos e Projetos) pelo suporte técnico para a realização dos

experimentos. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

(CNPq) pela concessão da bolsa PIBIC de Iniciação Científica, onde dei início as

minhas pesquisas. À minha orientadora, Profª. Dra. Fabiana Araújo, por ter me acolhido

tão bem desde o começo, quando comecei a me envolver nos projetos de pesquisa, por

toda atenção, ajuda compreensão, gentileza e amizade. À minha co- orientadora Prof.ª

Dra. Vanessa Becker, por me acompanhar desde o início sempre me inspirando pelo

profissionalismo e amor dedicados à vida acadêmica, admiro sua postura, determinação

e amor a sua profissão. Ao Laboratório de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental

(LARHISA) pelo espaço concedido para a realização de minhas pesquisas e

experimentos do meu Trabalho de Conclusão de Curso. A meus pais por sempre

acreditarem em mim, por ter sempre investido em meu futuro, por serem meus maiores

amigos. Ao meu irmão Lucas, que é o meu melhor amigo, pelo apoio de sempre. Ao

meu querido namorado Anderson pelo apoio, pelo carinho e incentivo. A minha tia

Ceiça, por me apoiar sempre em todos os meus sonhos. Aos meus avós paternos in

memoriam (Elza e João), ao meu avô materno in memoriam (Louro) e a minha avó

materna que poderá presenciar por todos eles este momento, pelo imensurável amor,

carinho que só vocês sabem dar. Aos meus amigos que tive a oportunidade de conhecer

na Engenharia Ambiental (Daniel, Iasmin, Nataly, Claúdia e Wagner) e também na

convivência no LARHISA (Ingridh, Fabiana, Hérika, Camila, Aline, Dalila, Jéssica

Papera, Jéssica Leite, Isabel, Neuciano, Jonas, Carlos, Isaac e Raul). A todos que de

alguma forma contribuíram para a minha formação acadêmica meu muito obrigado.

Resumo

Controlar a entrada de fontes externas de fósforo no corpo aquático, bem como o

fósforo lançado a partirdo sedimento é determinante para mitigar os efeitos da

eutrofização. Estudos revelam que a ação conjunta de floculantes com argilas é

eficientena remoção do fósforo da coluna de água devido a sedimentação e inativação

deste no sedimento. Este estudo realizou experimentos de laboratório em microescala

para testar a eficiência de dois floculantes, policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de

alumínio (Al2SO4), isoladamente ou combinados com a argila bentonita modificada com

lantânio (BML), Phoslock®, e com a argila bentonita natural (BEN), na redução da

concentração de fósforo total e reativo solúvel em amostras de água do reservatório de

Gargalheiras, na região semiárida do Brasil. Os resultados apontam, sob as condições

apresentadas e na execução dos experimentos, que a utilização do floculantes

policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de alumínio (Al2SO4), isolados e associados às

argilas bentonita modificada com lantânio (BML), Phoslock®, e a bentonita natural

(BEN) reduz significativamente o fósforo total, no entanto não foi observado nenhum

efeito sobre a redução do fósforo reativo solúvel.

Palavras Chave: “flock & lock”, Eutrofização, fósforo, PAC e Phoslock®.

Abstract

Controlling an input of external sources of phosphorus into the aquatic body as well as

the phosphorus released from the sediment is crucial to mitigate the effects of

eutrophication. Studies show that the joint action of flocculants with clays is efficient

removal of phosphorus from the water column due to sedimentation and inactivation of

this in the sediment. This study carried out microscale laboratory experiments to test the

efficiency of two flocculants, of aluminum polychloride (PAC) and aluminum sulphate

(Al2SO4) alone or in combination with lanthanum modified bentonite (BML),

Phoslock®, and natural bentonite clay (BEN), in the reduction of total and reactive

phosphorus concentration soluble in water samples from the Gargalheiras reservoir, in

the semi-arid region of Brazil. The results show that the use of aluminum polychloride

(PAC) and aluminum sulphate (Al2SO4) flocculants, isolated and associated with

lanthanum modified bentonite (BML), Phoslock®, and the natural bentonite (BEN)

significantly reduces total phosphorus, however no effect on the reduction of soluble

reactive phosphorus was observed.

Keywords: “flock & lock”, Eutrophication, phosphorus, PAC and Phoslock®.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................5

2. MATERIAIS E MÉTODOS...............................................................................7

3. RESULTADOS .................................................................................................10

4. DISCUSSÕES....................................................................................................14

5. CONCLUSÕES.................................................................................................16

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...........................................................17

5

1. INTRODUÇÃO

Reservatórios de água tem uma importância global, pois além de terem uma

função ambiental, servem para atividades de recreação, pesca, agricultura,

dessedentação de animais e abastecimento humano. Contudo o crescimento da

população mundial vem sobrecarregando os recursos naturais, dessa maneira há um

aumento na geração de resíduos sólidos, gases e líquídos e consequentemente a

degradação dos ecossistemas naturais, um exemplo são os ecossistemas aquáticos

(Cooke et al., 2005).

Sendo assim surge como uma preocupação a deterioração da qualidade da

água, já que uma água de boa qualidade é essencial para uma boa qualidade de vida e

manutenção dos ecossistemas aquáticos. Um dos principais problemas relacionados à

degradação da água é a eutrofização a qual é definida como sendo o processo de

enriquecimento dos corpos d’água por nutrientes, principalmente o nitrogênio e o

fósforo, que pode provoca a proliferação de algas nocivas, mortandade de peixes e

muitos problemas relacionados, levando ao desequilíbrio ecológico do ecossistema

(Schindler, 2012). A eutrofização natural depende das características naturais da bacia e

das caraceríticas da geologia local (Smith & Schindler, 2009), já a eutrofização cultural

é o problema de qualidade da água mais comum na Terra, causada pelo enriquecimento

de nutrientes nos corpos d’água provenientes de atividades antrópicas, tanto em água

doce quanto em regiões costeiras que são adjacentes a áreas com grandes populações

humanas (Schindler, 2012).

O semiárido brasileiro é uma região caracterizada pela ocorrência de poucas

chuvas, períodos extensos de escassez de água e altas taxas de evaporação (Barbosa et

al., 2012). Sendo assim a água permanece por um período de tempo maior no

reservatório, ocasionando uma maior concentração de nutrientes, provenientes de fontes

externas como a pecuária e agricultura (Mesquita, 2009; Oliveira, 2012), ocasionando

no reservatório um estado eutrófico ou hipereutrófico, com frequentes florações de algas

(Panosso et al., 2007; Medeiros et al., 2015).

Com a finalidade de proteger o abastecimento de água potável, o equilíbrio

ecológico e reduzir a eutrofização, devido ao aumento da biomassa algal (Huisman et

al., 2013), muitas técnicas de restauração tem sido aplicadas principalmente através da

redução da descarga de nutrientes por fontes antropogênicas, tipicamente o nitrogênio

(N) e o fósforo (P). Tanto o fósforo como o nitrogênio são responsáveis pelo processo

6

de eutrofização, no entanto o fator limitante para eutrofização e a ocorrência de

florações de cianobactérias é o fósforo (Schindler, 2012), pois o nitrogênio apresenta

fase gasosa e algumas cianobactérias possuem a capacidade de fixar nitrogênio

atmosférico (Padisák, 1997). Sendo assim o fósforo é foco de técnicas de restauração e

manejo de lagos eutrofizados.

A restauração de ecossistemas aquáticos tem como objetivo retornar um

sistema que se encontra eutrofizado a condições oligotróficas, ou estado de águas claras.

O primeiro e mais óbvio passo para a melhoria da qualidade do lago ou reservatório de

água é limitar, desviar ou tratar a carga externa excessiva de nutrientes e materiais que

possam contaminar o corpo aquático. No entanto a alta fertilização interna de fósforo é

um fator determinante para o retardamento da recuperação de lagos após a redução da

carga externa (Cooke et al., 2005; Søndergaard, 1988), uma vez que o fenômeno da

liberação de fósforo pode durar por um longo período após a intervenção (Søndergaard

et al., 2003). Portanto, é fundamental a utilização de técnicas de manipulação ou

modificação dos processos físicos, químicos e biológicos, que contribuem para

fertilização interna (Cooke et al., 2005), visando mitigar os efeitos da eutrofização.

Os métodos de restauração química utilizam diversos compostos químicos,

tais como sais metálicos, solos naturais ou modificados (Hickey & Gibbs, 2009), e

visam principalmente o controle da carga de P da coluna de água de ecossitemas

aquáticos, levando a limitação da produção primária por este nutriente (Reitzel et al.,

2013). Dentre essas técnicas é importante ressaltar a existência da geo engenharia

(Lurling et al., 2016), que tem o objetivo de manipular os ciclos biogeoquímicos com o

intuito de melhorar a estrutura e função ecológica dos reservatórios de água e controlar

a eutrofização, reduzindo o fósforo da coluna d’água e a liberação dele pelo sedimento,

consequentemente implicando na redução do acúmulo de cianobactérias em águas

superficiais, acelerando assim a recuperação (Mackay et al.,2014).

Dentre as técnicas da geo engenharia é importante falar sobre a técnica “flock

& lock" que é um tratamento que inclui inativação do fosfóro reativo solúvel, a

precipitação do P particulado e a imobilização do fósforo presente no sedimento (Van

Oosterhout & Lürling, 2011). A técnica consiste na aplicação de um floculante para

formação de flocos da matéria particulada e, posteriormente, a aplicação da argila

adsorvente do fósforo dissolvido na coluna d’água e que funciona como lastro,

permitindo a sedimentação dos flocos formados para o fundo do lago. No sedimento, a

argila adsorvente ainda permitirá o bloqueio da liberação do fósforo deste

7

compartimento para a coluna de água. Esta técnica resulta na redução do fósforo

particulado da coluna dágua, através da redução da biomassa de algas e outros

compostos particulados, além da redução do fósforo dissolvido na coluna de água e no

contole da fertlização interna (Li & Pan, 2013; Noyma et al., 2015).

Diversos estudos vem mostrando a aplicabilidade da técnica. Em abril de 2008

no lago Rauwbraken na Holanda, a técnica foi aplicadacom a utilização do policloreto

de alumínio associado com a argila bentonita modificada com latânio (Lürling & Van

Oosterhout, 2013). A mesma técnica pode ser utilizada também com intuito de remover

apenas a biomassa algal, característica de ambientes eutrofizados (Noyma et al., 2015;

Magalhães et al., 2016).

Diante do exposto, o objetivo deste trabalho é avaliar a utilização da técnica

"flock & lock" na remoção e inativação do fósforo da coluna d’água em um reservatório

eutrofizado na região semiárida através de experimentos de microescala em laboratório.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Caracterização da área de estudo

O reservatório Marechal Eurico Gaspar Dutra, também conhecido como Açude

de Gargalheiras, está inserido na região tropical semiárida (06°2’3’’S; 36°3’0’’W),

localiza-se na bacia hidrográfica do Rio Piranhas-Açu, possui capacidade máxima de

44.421.480,38 m3, no entanto no período da coleta ele possuía 0,41% de seu volume

máximo, equivalente a 183.157,66 m3 (SEARH/RN). Localizado no município de

Acari, Estado do Rio Grande do Norte, Brasil. Este reservatório é utilizado para o

abastecimento dos municípios de Acari e Currais Novos.

8

Figura 1. Mapa de localização do ponto de coleta no reservatório de Gargalheiras, Rio Grande

do Norte, Brasil.

2.2 Amostragem da água bruta

As amostras de água utilizadas no experimento foram coletadas no mês de

janeiro de 2017 no reservatório de Gargalheiras (GAR) em um ponto próximo ao

barramento. As amostras integradas da coluna d’água foram coletadas com a garrafa de

Van Dorn e armazenadas em garrafas de polietileno com capacidade de 20 litros. Após

esse procedimento as amostras foram levadas e mantidas no laboratório até o início dos

experimentos. Os parâmetros de turbidez e pH (APHA, 2012), fósforo total

(Valderrama, 1981), fósforo solúvel reativo (FSR) (Murphy & Riley, 1962) e

substâncias húmicas (Leenheer & Croué 2003) foram analisados para caracterização da

água bruta do reservatório.

2.3 Caracterização da água do reservatório

A água apresentou um pH = 8,94, turbidez = 87,3 NTU, substâncias húmicas =

0,445 nm. O fósforo solúvel reativo apresentou uma concentração de 12 µg.L-1,

enquanto que o fósforo total apresentou concentrações altas de 98 µg.L-1.

2.4 Produtos químicos

9

Foram utilizados dois floculantes e duas argilas adsorventes no experimento. O

floculante PAC (Policloreto de Alumínio; Aln(OH)mCl3n-m, ρ = 1,36 kg L-1) foi obtido

na Companhia de Abastecimento e Esgotos do Rio Grande do Norte – CAERN (Sabará

Químicos e Ingredientes S.A – Pernambuco, Brasil). O sulfato de alumínio

(Al2SO4)3.(14-18)H20 que foi utilizado no experimento apresentou grau de pureza (98,0

– 102,0 %), conforme hidratação.

Como adsorventes de fósforo foram utilizados uma argila bentonita natural

(BEN) disponibilizada pela Bentonisa (Paraíba, Brasil) e uma bentonita modificada com

lantânio (Phoslock®) (BML), obtida a partir da Hydro Science (Porto Alegre, Brasil) e

desenvolvida pela CSIRO (Commonwealth Scientificand Industrial Research

Organisation) na Austrália. A bentonita foi modificada a partir de um processo de troca

de íons por meio do qual os íons de lantânio deslocam os íons sódio dentro de uma

matriz argílica de bentonita e tornam-se o componente ativo (Douglas, 2002).

2.5 Delineamento experimental

O experimento foi dividido em três etapas para testar a eficiência da técnica

“flock & lock” na remoção de fósforo total e dissolvido. A primeira etapa visou

determinar a dose de floculante a ser utilizada; a segunda etapa foi realizada para

determinar a escolha da dose ideal para remover fósforo do adsorvente combinada com

a dose de floculante determinada na primeira etapa. Já a terceira etapa foi realizada para

definir qual o tratamento é mais efetivo para remoção e inativação do fósforo, utilizando

os floculantes e os adsorventes de fósforo nas doses definidas nas etapas 1 e 2 de

maneira isolada ou combinada.

Dessa maneira amostras de água bruta de 100 ml foram colocadas em tubos de

vidro com capacidade de 110 ml e homogeneizadas. Os tratamentos aplicados foram:

controle (sem adição de produtos), flock (adição de floculante), lock (adição de

adsorvente) e “flock & lock” (combinação de floculante com adsorvente), com 3

réplicas cada. Para o reservatório de Gargalheiras o tempo de sedimentação escolhido

foi de uma hora (baseado na sedimentação natural da biomassa algal). Após a aplicação

do tratamento e o tempo de sedimentação, parcelas de 30 ml foram coletadas do topo

para análises das concentrações de fósforo solúvel reativo (FRS) e fósforo total (PT).

Na primeira etapa do experimento, foi analisado o efeito separado do PAC e do

Al2SO4 na redução do fósforo total e dissolvido no topo dos tubos. As dosagens testadas

para o PAC e o Al2SO4 foram 0, 2, 4, 6, 8 mg.Al.L-1. Imediatamente após a adição dos

10

floculantes, todos os tubos foram agitados rapidamente e deixados em repouso por 1

hora. Para esta etapa foram escolhidas as doses dos floculantes que mais reduziu a

concentração de FSR e PT no topo dos frascos.

Na segunda etapa do experimento, as dosagens determinadas na primeira etapa

foram analisadas de maneira individual e combinadas com diferentes concentrações dos

lastros BML e BEN, as quais foram 0, 50, 100, 200 e 400 mg.L-1. Sendo assim o

objetivo desta etapa foi escolher a dose ideal dos adsorventes que, combinada com as

doses definidas dos floculantes, mais reduziu as concentrações de PT e FSR no topo dos

frascos.

Para avaliar a eficiência de cada tratamento e determinar a escolha da dose nas

duas primeiras etapas, foi realizada uma análise estatística do tipo ANOVA one-way,

seguido do teste de Tukey a posteriori, o nível de significância utilizado nos testes foi

de p≤ 0,05. Nessas etapas a dose escolhida foi à dose que apresentou redução

significativa nas concentrações de fósforo total e dissolvido.

Na terceira etapa os experimentos foram realizados em um equipamento padrão

de jartest (PoliControl – FlocControl III), através do método de ensaio convencional

com mistura rápida (rotação de 300 rpm por 30s), mistura lenta (rotação de 30 rpm por

20 min) e sedimentação (60 minutos), utilizando beckers contendo 800ml de água da

amostra integrada da coluna d’água do reservatório. Nesta etapa as amostras foram

submetidas aos seguintes tratamentos com 3 réplicas cada: CONTROLE, PAC, Al2SO4,

BEN, BML, PAC + BEN, PAC + BML, Al2SO4 + BEN e Al2SO4 + BML, com

utilização das doses dos floculantes e dos lastros escolhidas nas etapas 1 e 2 do

experimento. Após o método de ensaio convencional aplicado, foram coletados 50 ml

do topo dos beckers para determinação dos parâmetros fósforo total e fósforo reativo

solúvel.

Para testar a eficiência dos floculantes e dos adsorventes isolados e

combinados na terceira etapa foi realizada uma análise ANOVA two-way sendo flock

considerado o primeiro fator e o lock como o segundo fator. O nível de significância

utilizado nos testes foi de p≤ 0,05.

3. RESULTADOS

Na primeira etapa dos experimentos, onde foi observado os efeitos dos

floculantes PAC e Al2SO4 na redução das concentrações do fósforo total no topo dos

11

tubos, foi escolhida a dosagem de floculantes de 4 mg.Al.L-1 (Figura 2). Contudo, não

foi observado efeito significativo na redução do fósforo dissolvido em relação ao

controle para ambos floculantes testados (Figura 3). Durante o processo de

sedimentação, foi observado que os flocos formados pela adição do floculante PAC

eram mais densos na medida em que a dosagem do floculante era aumentada,

diferentemente do que foi observado na aplicação de Al2SO4, o que resultou numa

maior remoção de fósforo total nos tratamentos com PAC.

Figura 2: Concentração do fósforo total (µg.L-1) no topo dos tubos (30 ml) das amostras de água

do reservatório Gargalheiras 1 hora após a adição das concentrações de 0, 2, 4, 6 e 8 mg.Al.L-1

dos floculantes (a) policloreto de alumínio (PAC) e (b) sulfato de alumínio (Al2SO4).

Figura 3: Concentração do FSR(µg.L-1)no topo dos tubos nas amostras de água do reservatório

Gargalheiras1 hora após a adição das concentrações de 0, 2, 4, 6 e 8 mgAl.L-1 dos floculantes

(a) policloreto de alumínio (PAC) e (b) sulfato de alumínio (Al2SO4).

Na etapa 2 combinação da dosagem de 4 mg.Al.L-1 de ambos floculantes com

diferentes concentrações dos adsorventes BEN e BML resultou na redução significativa

na concentrações de fósforo total (Figura 4). Portanto, a dose do adsorvente escolhida

foi de 50 mg.L-1 para ambos. Com relação à redução da concentração de fósforo

dissolvido, não foi possível observar efeito da combinação dos floculantes com os

adsorventes (Figura 5), com exceção da combinação de 4 mg.Al.L-1 de PAC com 50

mg.L-1 de bentonita (Figura 5a).

12

Figura 4: Concentração do fósforo total(µg.L-1)no topo dos tubos nas amostras de água do

reservatório Gargalheiras1 hora após a adição das concentrações de 4 mg.Al.L-1 do

floculantepolicloreto de alumínio (PAC) em combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com

bentonita modificada com lantânio (BML); 4 mg.Al.L-1 do floculante sulfato de alumínio

(Al2SO4) combinado com (c) bentonita (BEN) e (d) com bentonita modificada com lantânio

(BML). As doses testadas dos adsorventes foram: 50, 100, 200 e 400 mg.L-1.

Figura 5: Concentração do fósforo dissolvido (µg.L-1) no topo dos tubos nas amostras de água

do reservatório Gargalheiras 1 hora após a adição das concentrações de 4 mg.L-1 do floculante

policloreto de alumínio (PAC) em combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com bentonita

13

modificada com lantânio (BML); 4 mg.L-1 do floculante sulfato de alumínio (Al2SO4)

combinado com (c) bentonita (BEN) e (d) com bentonita modificada com lantânio (BML). As

doses testadas dos adsorventes foram: 50, 100, 200 e 400 mgL-1.

Na etapa 3 a aplicação dos floculantes e adsorventes, isoladamente e

combinados resultaram em diferenças significativas entre os tratamentos aplicados. No

reservatório de Gargalheiras os tratamentos que mostraram-se eficientes em remover

fósforo total foram a utilização de floculantes isoladamente e combinados ao adsorvente

(Figura 6). Contudo, não foi observado nenhum efeito da aplicação dos tratamentos na

remoção do fósforo reativo solúvel (Figura 7).

Figura 6: Concentração do fósforo total em µg.L-1 (microgramas por litro) no topo das amostras

de GAR após mistura rápida (rotação de 300 rpm por 30s), mistura lenta (rotação de 30 rpm por

20 min) e sedimentação (60 minutos) tratados comfloculantepolicloreto de alumínio (PAC) em

combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com bentonita modificada com lantânio (BML); e

com o floculante sulfato de alumínio (Al2SO4)combinado com (c) bentonita (BEN) e (d) com

bentonita modificada com lantânio (BML).

14

Figura 7: Concentração do fósforo solúvel reativo em µg.L-1 (microgramas por litro) no topo das

amostras de GAR após mistura rápida (rotação de 300 rpm por 30s), mistura lenta (rotação de

30 rpm por 20 min) e sedimentação (60 minutos)tratados com o floculantepolicloreto de

alumínio (PAC) em combinação com a (a) bentonita (BEN) e (b) com bentonita modificada com

lantânio (BML); e com floculante sulfato de alumínio (Al2SO4) combinado com (c) bentonita

(BEN) e (d) com bentonita modificada com lantânio (BML).

4. DISCUSSÃO

A utilização da técnica "flock & lock" na água do reservatório Gargalheiras se

mostrou eficiente na remoção do fósforo total para todos os produtos testados. Contudo,

a aplicação de floculante apresentou a mesma eficiência que a combinação de floculante

e adsorvente na remoção de PT. Em contrapartida, não foi observado efeito da técnica

na remoção do fósforo solúvel reativo da água, nem mesmo para os tratamentos com a

aplicação dos adsorventes.

Na literatura há registros que comprovam a eficácia da técnica “flock & lock” na

floculação e sedimentação da biomassa de algas (Pan et al., 2011; Li & Pan, 2013). A

combinação de floculantes e argilas para o controle da biomassa de algas e

cianobactérias, tem apresentando resultados promissores tanto em experimentos

realizados em laboratório (Li & Pan, 2013; Noyma et al., 2015), como em escala real,

15

aplicados na recuperação de corpos aquáticos (Pan et al., 2011; Lurling & Van

Oosterhout, 2013).

A bentonita modificada com lantânio apresenta uma boa adsorção e remoção de

FSR em uma variada faixa de pH bem como sob condições aeróbias ou anaeróbias,

apresentando vantagens em relação a outras técnicas de restauração de ecossistemas

eutrofizados que utilizam por exemplo Fe ou Al (Gibbs et al., 2011). A eficácia da

BML em adsorver e remover o FSR foi testada em estudos realizados por Haghseresht

et al.(2009), onde comprovou-se que em uma faixa de pH variando ente 4 e 11 houve

uma efetividade da remoção do P dissolvido, contudo a maior remoção foi em torno do

pH de 7 a 9. No entanto houve uma diminuição da adsorção de fosfato pelo produto a

partir de pH superiores a 9, devido à formação de hidróxidos de lantânio e a diminuição

da concentração de H2PO4-. Estudos revelam que em pH elevados ocorre a complexação

do La com substâncias húmicas, ocasionando a diminuição considerável da capacidade

de adsorção e da precipitação do fosfato pelo La presente na BML (Sonke, 2006).

Evidenciando este processo podemos notar que no reservatório Gargalheiras a

presença de substâncias húmicas na água em associação a um pH bastante elevado

fizeram com que ocorresse a complexação dos íons La presente na BML pelas

substâncias húmicas, reduzindo assim a capacidade de adsorção de fosfato pela argila.

Com intuito de restaurar ecossistemas eutrofizados, a BML já foi aplicada em

mais de 100 lagos no mundo em países como Alemanha, Reino Unido e Holanda que

sofrem com os efeitos da eutrofização (Douglas et al., 2004). Apesar da BML ser

eficiente na retirada do fósforo dissolvido da coluna d’água e na imobilização desse

nutriente no sedimento, em lagos eutrofizados a maior parte do fósforo se encontra

incorporado aos organismos, fazendo com que o fósforo armazenado nessas células

possa aumentar a concentração do nutriente na coluna d’água para centenas de mg.L-1,

enquanto que o FSR poderá permanecer em concentrações bastante reduzidas. Sendo

assim a BML terá pouco ou nenhum efeito no combate ao processo de eutrofização, já

que a argila não tem capacidade para se ligar ao fósforo particulado e removê-lo da

coluna d’água (Lürling & van Oosterhout, 2013). Uma alternativa para esta situação é a

utilização da técnica na remoção do PT particulado.

Um experimento realizado no reservatório do Funil/RJ foi avaliado

experimentalmente a eficácia de um floculante (policloreto de alumínio, PAC) e

quitosana, isoladamente e combinados com diferentes doses da bentonita modificada

com lantânio (BML) ou solo vermelho local (LRS). O estudo mostrou a eficiência na

16

utilização de floculantes em associação com lastros na remoção da biomassa

fitoplanctônica ( Noyma et al., 2015), técnica denominada “flock & sink”. A mesma

técnica foi testada na água da lagoa tropical de Jacarepaguá/ RJ (Magalhães et al., 2016)

com sucesso.

No experimento realizado no reservatório de Gargalheiras, podemos notar uma

redução significativa do fósforo total, principalmente com a utilização do floculante

PAC isoladamente e associado ao lastro, no entanto a utilização apenas do PAC, além

de ter uma boa eficiência mostra-se efetivamente mais viável na redução do fósforo

total do reservatório uma vez que não onera custos mais elevados se comparado com a

associação do PAC com as argilas modificadas. Já o fósforo reativo solúvel não

apresentou diferença significativa em nenhum dos tratamentos aplicados se comparado

ao controle. Observou-se também que na medida que se aumentava a dosagem do

policloreto de alumínio e do sulfato de alumínio, as amostras apresentavam um maior

número de flocos e, consequentemente uma maior sedimentação. No entanto, altas

dosagens deste composto pode causar efeitos adversos para o ecossistema, (Renault et

al., 2009).

É importante destacar que cada lago possui suas características individuais e,

sendo assim, as soluções a serem adotadas devem considerar todos os aspectos desde os

impactos que poderão ser causados, aos aspectos físicos, químicos, e biológicos do

ecossistema e os impactos que a intervenção poderá causar ao meio ambiente. Portanto,

quaisquer técnicas para a mitigação da eutrofização e suas consequências devem ser

delineadas e levadas em consideração (Mackay et al., 2014).

5. CONCLUSÕES

A técnica “flock & lock” se mostrou eficiente através da combinação dos

floculantes, policloreto de alumínio (PAC) e sulfato de alumínio (Al2SO4) com os

lastros de bentonita modificada com lantânio (BML) Phoslock® e bentonita (BEN),

promovendo uma efetiva redução nas concentrações de fósforo total, bem como com os

floculantes utilizados sozinhos, sob as condições apresentadas nas amostras de água do

reservatório de Gargalheiras. No entanto a utilização apenas do policloreto de alumínio,

além de ter uma boa eficiência mostra-se efetivamente mais viável na redução do

fósforo total do reservatório uma vez que não onera custos mais elevados se comparado

com a associação dos floculantes com as argilas modificadas.

17

6. REFERÊNCIAS

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