Processo natural em ambientes aquáticos, a eutrofização consiste no aporte excessivo de nutrientes em um ecossistema, elevando as taxas de produção primária e geração de biomassa. Comum em lagos, este fenômeno desenvolve-se na natureza ao longo de extensos períodos geológicos; entretanto, resíduos provenientes de atividades antrópicas têm acelerado este processo, alterando a dinâmica de lagoas e outros ecossistemas costeiros como baías e estuários. Tal mudança, por sua vez, têm afetado a qualidade da água, causando diversos prejuízos à fauna e flora aquáticas, e à saúde humana.
Estado trófico dos ambientes aquáticos e tipos de eutrofização
A quantidade de nutrientes disponíveis no meio aquático permite sua classificação em quatro estados diferentes: oligotrófico, quando pobre em nutrientes e com baixa produtividade primária (ex.: níveis de fósforo = 0,3 µM); mesotrófico, quando a concentração de nutrientes é intermediária (ex.: fósforo em torno de 0,8 µM), resultando em águas moderadamente fertilizadas; eutrófico, quando apresenta elevada concentração de nutrientes, acima do estado natural (ex.: fósforo > 2,6 µM); e, por fim, hipertrófico, que corresponde ao estágio mais avançado de eutrofização, com concentração de nutrientes muito acima do normal (ex.: fósforo > 30,6 µM).
As mudanças na concentração de nutrientes podem resultar do processo natural de evolução geológica em um ecossistema, como por exemplo um lago que passa pelas etapas de sucessão ecológica. Neste caso, a eutrofização promove mudanças na estrutura e composição da comunidade biótica (impactando a biodiversidade local), além de alterar os processos sedimentares e a produtividade primária, elevando-a. Áreas de ressurgência e regiões polares marinhas são exemplos de ecossistemas altamente produtivos e naturalmente eutrofizados. Por outro lado, a eutrofização também pode ser fruto de diversas atividades desempenhadas pelo homem, recebendo a denominação de eutrofização cultural. As principais causas para este processo são a poluição orgânica por fontes pontuais, como o despejo de esgoto não-tratado e efluentes industriais, o escoamento de fertilizantes agrícolas e o desmatamento de mata ciliar (intensificando o processo erosivo). Além disso, alguns aquicultores também “fertilizam” a água intencionalmente para elevar a produtividade primária, estimulando o desenvolvimento da cadeia trófica no sentido base-topo (em inglês, bottom-up); com isso, objetiva-se o aumento da densidade e biomassa de peixes e outros organismos cultivados.
Lago eutrofizado. Foto: Csehak Szabolcs / Shutterstock.com
Efeitos da eutrofização
De forma geral, a eutrofização provoca o crescimento excessivo de algas, em especial clorofíceas e cianobactérias, e macrófitas aquáticas, devido ao aumento na disponibilidade de nutrientes necessários para a fotossíntese, como o fósforo e nitrogênio. Estas florações limitam a penetração de luz e provocam o aumento da turbidez na coluna d’água, alterando também os níveis de oxigênio dissolvido, que tornam-se reduzidos devido ao acúmulo de matéria orgânica semi ou não degradada. Isto, por sua vez, provoca o desbalanceamento da cadeia trófica, afetando toda a estrutura da comunidade aquática; em ecossistemas eutrofizados, peixes planctófagos (que alimentam-se de partículas suspensas na coluna d’água) tendem a ser dominantes, enquanto espécies piscívoras (que alimentam-se de outros peixes) parecem ser mais abundantes em ambientes oligotróficos. Além disso, regiões culturalmente eutrofizadas apresentam menor biodiversidade de organismos aquáticos frente à ecossistemas oligotróficos.
O aporte excessivo de matéria orgânica no ambiente associado às florações de algas e macrófitas aquáticas, levam à redução dos níveis de oxigênio na coluna d’água, que tornam-se ainda mais críticos quando estes vegetais morrem. A decomposição de matéria orgânica por bactérias aeróbicas esgota o O2 dissolvido na água, criando uma zona hipóxica ou anóxica (com baixa ou nenhuma concentração de O2; em inglês, dead zones), que resulta na mortandade de vários organismos, especialmente peixes, que necessitam de concentrações relativamente altas de O2 para garantir sua sobrevivência. A partir de valores próximos a 1,5 mg.L-1 O2 na coluna d’água, a mineralização da matéria orgânica passa a ser realizada por bactérias anaeróbicas, que liberam substâncias tóxicas para os organismos como o gás sulfídrico (H2S), amônio (NH4) e metano (CH4), como produtos finais desta reação. Além disso, o processo de anaerobiose é lento e pouco eficiente, ocasionando o acúmulo de matéria orgânica no ambiente, especialmente nos sedimentos, que tornam-se lodosos e escuros. Estas características encontram-se presentes em várias regiões da baía de Guanabara - RJ, um dos principais estuários brasileiros, que encontra-se altamente eutrofizado devido ao despejo de esgoto in natura (industrial e urbano) e vazamentos de óleo. Desta forma, a eutrofização cultural altera a qualidade ambiental e da água, afetando a navegação, atividades turísticas e recreativas, o recurso pesqueiro (pois zonas hipóxicas podem causar a mortandade de espécies economicamente importantes), e a própria saúde pública, visto que as florações de algas podem liberar toxinas nocivas à saúde humana.
Referências bibliográficas:
Biologia Marinha. Pereira, R. C., & Soares-Gomes, A. (2002). Rio de Janeiro: Interciência, 2, 608.
Science Daily. https://www.sciencedaily.com/terms/eutrophication.htm
The Nature Education: Knowledge Project. https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/eutrophication-causes-consequences-and-controls-in-aquatic-102364466