Análise da funcionalidade de um sistema flutuante de wetlands construídos em mesocosmos

Abstract

Um sistema flutuante de wetland construído foi desenvolvido em mesocosmos no Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul com o objetivo de avaliar a funcionalidade do sistema para o tratamento de efluente sintético com concentrações de nutrientes características do escoamento superficial urbano. Foram empregadas duas espécies de macrófitas aquáticas emergentes, Typha domingensis Pers., conhecida popularmente como Taboa e Schoenoplectus californicus (C.A.Mey.) Soják, conhecida popularmente como Junco. A metodologia consistiu em três fases, a primeira referente à concepção da unidade amostral e coleta dos organismos em campo, a segunda foi denominada “fase de adaptação” e permitiu o estabelecimento das plantas no sistema, a comparação entre uma espécie e outra, além de análise em bateladas semanais da eficiência de remoção de nutrientes. Na terceira etapa, identificada como “carga de choque” o sistema foi avaliado frente a variações de concentração dos nutrientes e de nível d’água em dois experimentos subsequentes. Os parâmetros avaliados in situ foram temperatura, condutividade, oxigênio dissolvido e potencial redox. As análises em laboratório foram: fósforo total, ortofosfato, nitrogênio total, carbono orgânico total, clorofila-a e feofitina. O pH foi medido imediatamente após a coleta, e em laboratório, também foram medidos turbidez e cor. Todos os parâmetros foram avaliados quanto à variância (ANOVA One way) e à correlação. O sistema flutuante de wetlands construídos foi eficiente na remoção dos nutrientes com taxas de remoção médias para nitrogênio total da ordem de 28% para S. californicus e de 81% para T. domingensis, para fósforo total tais remoções foram de 20% e 70%, respectivamente. As remoções superiores para T. domingensis evidenciaram a superioridade do desenvolvimento de raízes, que, em associação com o biofilme na rizosfera das plantas, foram responsáveis pela eficiência geral do sistema.

A floating wetland system was developed in mesocosmos at the Institute of Hydraulic Research at the Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil, in order to evaluate the functionality of the system on treating synthetic effluent with nutrient concentrations characteristic of urban surface runoff. Two species of emergent aquatic macrophytes, Typha domingensis Pers. and Schoenoplectus californicus (C.A.Mey.) Sojak were employed. The methodology consisted of three phases, the first one related to the design of the sample unit and collection of the organisms in the field, the second was identified as "adaptation phase" and allowed the plants establishment in the system, comparative evaluations between species, and weekly batch analysis of nutrient removal efficiency. In the third stage, identified as "shock load", the system was evaluated against changes in nutrient concentration and water level during two subsequent experiments. The parameters evaluated in situ were temperature, conductivity, dissolved oxygen and redox potential. The laboratory analyzes were: total phosphorus, orthophosphate, total nitrogen, total organic carbon, chlorophyll-a and feofitin. The pH was measured immediately after collection, and in the laboratory, color and turbidity were also measured. All parameters were evaluated for variance (ANOVA-One way) and correlation. The floating wetlands system was efficient in removing nutrients with average removal rates for total nitrogen about 28% for S. californicus and 81% for T.domingensis, for total phosphorus such removals were 20% and 70% , respectively. The superior removals for T. domingensis highligted its superior root development, which, in association with the biofilm present in the rhizosphere of the plants, were responsible for the overall efficiency of the system.