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Carla Fernandes MACEDO 1 e Lúcia H. SIPAÚBA-TAVARES 2

A eutrofização artificial (cultural ou antrópica) é induzida pelo homem e pode ter diferentes origens, como: efluentes domésticos, industriais, agrícolas, incluindo ainda os efluentes de sistemas de criação de organismos aquáticos. A expansão da aquicultura, associada à produção de biomassa e ao aumento de nutrientes no meio aquático, pode provocar aceleração da produtividade de algas, alterando a ecologia do sistema aquático. Além disso, a água desses efluentes pode apresentar risco à saúde através da transferência de patogénos provenientes de estercos, resíduos vegetais, material compostado, entre outros que constituem importantes fontes de resíduos orgânicos em alguns sistemas de criação. Dependendo do grau de trofia dos viveiros de piscicultura, que são ambientes dinâmicos, diferentes espécies planctônicas, com curto ciclo reprodutivo e adaptadas às alterações constantes destes sistemas, podem aparecer em elevada abundância. A qualidade da água nos sistemas de criação de peixes está relacionada a diversos fatores, como a água de origem, manejo (calagem, adubação, limpeza), espécies cultivadas e quantidade e composição do alimento exógeno. Visando minimizar os impactos ambientais, existem técnicas para melhorar as condições de qualidade da água nos sistemas de criação de peixes e, assim, respostas satisfatórias podem ser obtidas através da aplicação de práticas de manejo. O presente trabalho tem por objetivo realizar revisão do tema que trata das alterações da qualidade da água advindas da atividade de piscicultura continental no Brasil. Procura, ainda, recomendar técnicas de boas práticas de manejo, visando minimizar o impacto gerado pela atividade.

Palavras-chave: Boas práticas de manejo; nutrientes; piscicultura; tratamento de efluentes

techniques of good management practices to minimize the impact generated by the activity

The eutrophication (cultural or anthropogenic) is induced by man and can have different origins, such as domestic sewage, industrial and agricultural activities, including the effluent still breeding systems of aquatic organisms. The expansion of aquaculture, with production of biomass and increase of nutrients in water may cause acceleration of productivity of algae, changing the ecology of aquatic systems. In addition, these waste water may present a risk to health through the transfer of pathogens from manure, plant residues, composted material, among others that are major sources of organic waste in some farming systems. Depending on the trophic level of fish ponds, which are dynamic environments, different planktonic species with short reproductive cycle and adapted to the changes contained in these systems can appear in high abundance. Water quality in the systems for raising fish is related to several factors, such as water source, management (liming, fertilizing, cleaning), cultivated species and quantity and composition of exogenous food. In order to minimize environmental impacts, there are techniques to improve the quality of water in fish farming systems and thus satisfactory answers can be obtained through the application of management practices. This paper aims to review the subject that deals with changes in water quality resulting from the activity of freshwater fish culture in Brazil. Search also recommend Key words: Best management practices; nutrients; fish pond; effluents treatment

1 Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas - Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB). Rua Rui Barbosa, 710 Bairro Centro CEP: 4.380-0 - Cruz das Almas - BA. e-mail: cfmacedo@ufrb.edu.br 2 Centro de Aquicultura da UNESP - Universidade Estadual Paulista. Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/n – CEP: 14.884-900 – Jaboticabal - SP

MACEDO e SIPAÚBA-TAVARES

Os corpos de água são utilizados de várias maneiras e diversos fins, como abastecimento de água, irrigação de lavouras, lazer e despejo de águas residuais brutas, sendo a eutrofização uma das principais modificações provocadas pelo homem, geralmente pelo aporte excessivo de nutrientes nos ambientes aquáticos.

No Brasil, e na maioria dos países em desenvolvimento, a maior parte do esgoto bruto é lançada sem nenhum tratamento prévio nos cursos de água. Esse grande aporte de matéria orgânica e poluentes tem sido relatado como o principal responsável pela eutrofização de uma grande variedade de ambientes aquáticos, gerando preocupação crescente pelo alto grau de poluição e contaminação em que se encontram, atualmente, lagos e outros ambientes continentais (TUNDISI, 2003).

O processo de eutrofização é utilizado, na limnologia, para indicar o fenômeno de transformação de lagos para uma maior produtividade biológica, sendo um fenômeno associado ao aumento excessivo da produção de biomassa de produtores primários, geralmente causada pela elevada concentração de nutrientes (HUTCHINSON, 1957). Tal fenômeno pode ser natural ou artificial, sendo um processo lento e contínuo, resultante do aporte de nutrientes trazidos pelas chuvas e águas superficiais que desgastam e lavam a superfície terrestre. Em condição natural, sem que haja interferência das atividades humanas, lagos profundos e com baixa produtividade biológica sofrem processo de transformação, tornando-se rasos, com alta produtividade biológica e enriquecidos por nutrientes. No entanto, a velocidade de desenvolvimento do processo de eutrofização natural é bastante lenta, ocorrendo em função do tempo (WETZEL, 1983; MARGALEF, 1983; SCHIEWER, 1998).

A eutrofização artificial (cultural ou antrópica) é induzida pelo homem e pode ter diferentes origens, como: efluentes domésticos, industriais e atividades agrícolas, incluindo ainda os efluentes de sistemas de criação de organismos aquáticos. O crescimento demográfico e o aumento das atividades industriais e da descarga de nutrientes nos sistemas aquáticos vêm acelerando sensivelmente a evolução deste processo. O aumento das concentrações de nitrogênio e fósforo são as principais causas da eutrofização em ecossistemas continentais, onde pode haver rápido desenvolvimento de algas e crescimento excessivo de plantas aquáticas, como cianobactérias e Eichhornia crassipes ou Pistia stratiotes, respectivamente (MARGALEF, 1983; WETZEL, 1983; ESTEVES, 1998; THOMAZ e BINI, 1999; TUNDISI, 2003).

À medida que as concentrações de nutrientes aumentam, há aceleração da produtividade de algas, alterando a ecologia do sistema aquático. Os nutrientes, ao serem lançados na água, contribuem para aumento da produção orgânica do sistema, com elevação da biomassa fitoplanctônica e consequente diminuição na penetração de luz (ESTEVES, 1998). Desta maneira, a taxa de decomposição e consumo de oxigênio pelos organismos podem ocasionar produção de metano e gás sulfídrico no sedimento. Entretanto, os nutrientes disponibilizados na coluna d’água contribuirão novamente para a produção fitoplanctônica. Nesse estágio, o ecossistema pode produzir mais matéria orgânica do que é capaz de consumir e decompor, com profundas mudanças no metabolismo de todo o ecossistema e nas concentrações de oxigênio nas camadas superiores, devido à decomposição bacteriana da matéria orgânica no sedimento (HUTCHINSON, 1975; MARGALEF, 1983; WETZEL, 1983).

Em tanques de criação de peixes, a proliferação excessiva do fitoplâncton pode causar diminuição de oxigênio no período noturno e supersaturação durante o dia, podendo causar a obstrução das brânquias dos peixes pelos filamentos e inibição do crescimento das algas mais assimiláveis, além do aparecimento de produtos do metabolismo secundário de cianobactérias, que causam sabor desagradável no pescado (MITCHELL, 1996; PERSCHBACHER et al., 1996; DATTA e JANA, 1998).

A expansão da aquicultura tem contribuído com o aumento de nutrientes no meio aquático e, além disso, o manejo inadequado pode ser prejudicial para os animais (BOYD e QUEIROZ, 1997). Desta maneira, a produtividade em uma atividade como a piscicultura depende

Eutrofização e qualidade da água na piscicultura...

fundamentalmente da qualidade da água, indicada por variáveis físicas, químicas e biológicas (BOYD e TUCKER, 1998; MACEDO e SIPAÚBA-TAVARES, 2005). É preciso considerar, também, os impactos que o empreendimento pode causar em seu entorno, devido às condições do efluente gerado pela atividade. Desta maneira, esta revisão tem como objetivo apresentar consequências da eutrofização na qualidade da água e recomendações visando à sustentabilidade das atividades de aquicultura por meio do manejo ambiental.

Qualidade da água na piscicultura

A aquicultura tem a finalidade de geração de biomassa com produção de organismos que necessitam do ambiente aquático para o desenvolvimento de parte ou da totalidade do seu ciclo vital (BORGHETTI e OSTRENSKY, 1999). A aquicultura mundial tem se expandido nas últimas décadas e, no Brasil, o crescimento mais efetivo ocorreu como reflexo do declínio da pesca extrativista e de simultâneo aumento na demanda de pescado, além do incentivo do governo, estimulando a criação de organismos aquáticos. Segundo a FAO (2009), a produção aquícola brasileira foi estimada em mais de 289.0 t no ano de 2008, representando uma receita de mais de R$ 2 bilhões, predominando o cultivo de peixes de água doce (mais de 70% da produção). Além disso, a aquicultura possui potencial frente a outras atividades produtivas devido às características favoráveis, como: índices médios de impacto ambiental, transformação de subprodutos e resíduos agrícolas em proteína animal de excelente qualidade e possibilidade de aproveitamento de áreas improdutivas de pequeno tamanho ou de baixo rendimento agropecuário (KUBITZA, 1998; BORGHETTI e OSTRENSKY, 1999; ROUBACH et al., 2003).

A piscicultura é uma atividade agropecuária que exige conhecimento de vários ramos da ciência, dentre os quais se destacam a limnologia, ictiologia e ecologia de sistemas (CASTAGNOLLI, 1992; ELER, 1996). A atividade possibilita a produção de peixes por metro cúbico de água e está diretamente relacionada com os diferentes sistemas de criação. Os sistemas são classificados quanto ao grau de interferência no ambiente aquícola e a demanda de insumos. O sistema intensivo é caracterizado pela elevada densidade de estocagem e dependência total do alimento exógeno. No sistema semi-intensivo em viveiros escavados (o mais utilizado na produção de peixes), os alevinos são estocados e alimentados durante todo tempo de criação com alimento natural e exógeno. O sistema extensivo é dependente da produção natural do viveiro, com densidade de estocagem limitada pela produção natural de alimento (ZANIBONI-FILHO, 1997).

De maneira geral, o aumento de produtividade pode ser alcançado com o aumento da taxa de estocagem de organismos, de energia e nutrientes exógenos, diminuindo a dependência de nutrientes e energia endógenos ao sistema. Com a intensificação dos sistemas de criação, há uma tendência para utilização de menores áreas cultivadas e maior dependência do uso de rações, além da maior necessidade de renovação e aeração da água para manutenção de sua qualidade em níveis aceitáveis para criação dos organismos aquáticos (KUBITZA, 2000). Desta maneira, a elevada densidade de peixes favorece a dependência de óleo e farinha de peixe (principais componentes das rações, particularmente as de peixes carnívoros), aumentando a susceptibilidade dos animais a doenças e uso de antibióticos e terapêuticos (BOYD, 1982; KUBITZA, 2000).

De acordo com PÁDUA (2000), a água de abastecimento de um sistema de criação pode ser superficial (rios, lagos naturais, açudes e córregos, antigos viveiros ou reservatórios) ou subterrânea (provenientes de nascentes e poços, originárias de lençóis freáticos), existindo, ainda, sistemas cujos viveiros são construídos na área da nascente, com água jorrando dentro do viveiro. Em geral, a qualidade da água da piscicultura será influenciada pelas características da água de abastecimento, como: produtividade primária, concentração de material orgânico, elementos químicos e presença de microrganismos, em especial coliformes, além de uma relação com a constituição do solo de origem e/ou percurso percorrido pela água. No entanto, apesar de refletir diretamente na qualidade da água do viveiro, pouca importância tem sido atribuída a essa entrada de água (SIPAÚBA-TAVARES et al., 2006).

MACEDO e SIPAÚBA-TAVARES

Um dos aspectos mais importantes e complexos da piscicultura envolve a manutenção da qualidade da água em condições adequadas para criação dos organismos aquáticos, exigindo manejo efetivo e assegurando sustentabilidade. A qualidade da água nos sistemas de criação de peixes está relacionada com a água de origem, manejo (calagem, adubação e limpeza), espécies cultivadas e quantidade e composição do alimento fornecido. A água que entra nos viveiros tem suas características químicas que podem ser mantidas ou modificadas, sendo frequentemente influenciadas, dentro do sistema, pelo aporte de matéria orgânica e nutriente (BOYD, 1986; THONTON et al., 1990; MERCANTE et al., 2004, 2007).

Efluentes de viveiros de peixes apresentam altas concentrações de nutrientes sólidos e solúveis, derivados de produtos metabólicos, da decomposição da matéria orgânica e lixiviação, dissolvidos na água ou acumulados sobre o sedimento (SHILO e SARIG, 1989; YOO et al., 1995). A concentração do nitrogênio na forma de nitrato, importante também sob o ponto de vista de saúde pública e animal, é baixa nas águas superficiais, podendo atingir valores elevados em águas profundas (GREENBERG et al., 1992). Concentrações elevadas de nitrato podem ser observadas em mananciais superficiais como resultado dos processos de mineralização e nitrificação, envolvendo outras formas de nitrogênio presentes nestas águas (HOODA et al., 2000), onde o nitrogênio pode ser transportado pela água de escoamento superficial de chuvas, provocando eutrofização dos ecossistemas aquáticos receptores. Além disso, como os viveiros são corpos d’água de pequena profundidade, o fluxo contínuo de água, ação do vento e precipitação promovem circulação da água, transformando os viveiros em ecossistemas dinâmicos (SIPAÚBA-TAVARES et al., 1994 ).

A concentração de nutrientes nos sistemas de criação de peixes pode aumentar com a fertilização e manejo para incremento da produção dos viveiros. Nesse procedimento, a utilização da matéria orgânica ou inorgânica possui importante papel na disponibilidade de nutrientes na coluna d’água para o fitoplâncton e, consequentemente, para o crescimento do zooplâncton e peixes. A aplicação de fertilizantes nitrogenados amoniacais (sulfato de amônia, nitrato de amônia e os fosfatos monoamônicos e diamônicos – MAP e DAP) e uréia também contribuem para o aumento da concentração de amônia na água (BOYD, 1982; KUBITZA, 2000).

A amônia é o principal resíduo nitrogenado excretado pelos peixes, resultante do metabolismo protéico, e contribui para o aumento da decomposição microbiana de resíduos orgânicos (restos de alimentos, fezes e adubos orgânicos). No interior do viveiro a amônia é produzida pela conversão biológica do nitrogênio orgânico, sendo que a maioria das formas de nitrogênio disponível é protéica e é convertida para moléculas de amônia ou íons amônio, dependendo do pH. Em habitats aeróbicos, a nitrificação converte amônia para nitrato, que é reduzido por desnitrificação, onde o nitrogênio é volatilizado pelo processo microbiano, no qual o nitrato é convertido a gás e liberado para o ambiente. Em condições de baixo oxigênio dissolvido, favorecem o acúmulo de nitrito na água. Desta maneira, a fertilização, sob condições controladas, é um procedimento importante na piscicultura, permitindo aumento do potencial produtivo. Entretanto, pode acarretar desequilíbrio ecológico e proliferação intensa de algas em condições de excesso de nutrientes, associados à alta temperatura e luminosidade, podendo durar longos períodos e ocasionar mortalidade de peixes devido à diminuição de oxigênio no hipolímnio (LATONA, 2002).

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