Avaliação de lemnas (Landoltia punctata) aplicadas à remoção de nutrientes e à valorização de efluentes da piscicultura, em sistema de recirculação

Abstract

A piscicultura, como uma atividade que depende diretamente da disponibilidade de água de boa qualidade, deve ser desenvolvida de forma a reduzir os impactos sobre este recurso incrementando a sua sustentabilidade. Deste modo, a consolidação de sistemas de tratamento de efluentes eficientes e com baixo custo são fundamentais para a perpetuação da atividade. Neste contexto o presente estudo avaliou a eficiência da macrófita aquática lemna Landoltia punctata (Lemnoideae) no tratamento de efluentes ricos em nutrientes oriundos da piscicultura. Para isso foi desenvolvido um experimento em escala piloto no qual foram testados três efluentes com concentrações baixa (tratamento 1), média (tratamento 2) e alta (tratamento 3) de cada um dos seguintes nutriente: amônia (0,03; 0,06; 0,09 mg/l), nitrito (3,5; 7,00; 10,50 mg/l), nitrato (6,00; 12,00; 18,00 mg/l) e fosfato (15,00; 30,00; 45,00 mg/l). Estes valores foram definidos com base em resultados obtidos em sistema de recirculação em escala real. O experimento foi realizado nas dependências do LAPAD - Laboratório de Biologia e Cultivo de Peixes de Água Doce/UFSC por 30 dias nos meses de julho e agosto de 2019. Além da eficiência de remoção de NH4, NO2, NO3 e PO4, foi avaliado o crescimento da biomassa das plantas e sua composição nutricional, para fins de valorização. Como resultado, observou-se que a biomassa das lemnas apresentou um crescimento mais acentuado nos tratamentos com a maior quantidade de nutrientes, o ganho de biomassa foi tratamento 1: 48,94 ± 2,89g.m2.dia; tratamento 2: 56,60 ± 0,77g.m2.dia e o tratamento 3: 62,97 ± 1,37 g.m2.dia. A remoção da amônia do tratamento 1 foi de 76%, do tratamento 2 de 78% e do tratamento 3 de 86%. O nitrito obteve 100% de remoção no dia 9 do experimento para todos os tratamentos, independente da concentração inicial. Todos os tratamentos obtiveram sucesso na remoção do nitrato, sua taxa de remoção do tratamento 1 foi de 96%, do tratamento 2 de 98% e do tratamento 3 de 99% e ao final do experimento todas as concentrações ficaram entre 0,24 e 0,28 mg/l em todos os tratamentos, todos por volta do dia 20. O fosfato, diferente do que se esperava, não foi removido durante todo período experimental. A biomassa final das plantas foi diferente entre os tratamentos e diretamente influenciada pela carga de nutrientes do efluente testado. A análise bromatológica avaliou a composição centesimal nos dias 21 e 30. No dia 30 a composição das lemnas não foi afetada pelos tratamentos. No dia 21 observou-se que as quantidades de proteína bruta e as cinzas foram afetadas nas plantas, porém o extrato etéreo, fibra e matéria seca não foram afetados pelos tratamentos. Portanto o uso de lemnas Landoltia punctata (Lemnoideae) para o polimento do efluente de piscicultura em recirculação se demonstrou viável para remoção dos compostos nitrogenados.

Abstract: Fish farming, as an activity that directly depends on the availability of good quality water, should be developed in order to reduce the impacts on this resource increasing its sustainability. Thus, the consolidation of efficient and low cost effluent treatment systems is fundamental for the perpetuation of the activity. In this context the present study evaluated the efficiency of the aquatic macrophyte duckweed Landoltia punctata (Lemnoideae) in the treatment of nutrient rich effluents from fish farming. For this, a pilot scale experiment was developed in which three effluents with low (treatment 1), medium (treatment 2) and high (treatment 3) concentrations of each of the following nutrients: ammonia (0,03; 0, 06; 0.09 mg / l), nitrite (3.5; 7.00; 10.50 mg / l), nitrate (6.00; 12.00; 18.00 mg / l) and phosphate (15, 00; 30.00; 45.00 mg / l). These values were defined based on results obtained in full scale recirculation system. The experiment was carried out at LAPAD - Laboratory of Freshwater Fish Biology and Cultivation / UFSC for 30 days in July and August 2019. In addition to the removal efficiency of NH4, NO2, NO3 and PO4, it was evaluated the growth of plant biomass and nutritional composition for recovery purposes. As a result, it was observed that the duckweed biomass presented a more accentuated growth in the treatments with the highest amount of nutrients, the biomass gain was treatment 1: 48.94 ± 2.89g.m2.day; treatment 2: 56.60 ± 0.77 g.m2.day and treatment 3: 62.97 ± 1.37 g.m2.day. Ammonia removal from treatment 1 was 76%, treatment 2 78% and treatment 3 86%. Nitrite obtained 100% removal on day 9 of the experiment for all treatments, regardless of initial concentration. All treatments were successful in nitrate removal, their removal rate from treatment 1 was 96%, treatment 2 98% and treatment 3 99% and at the end of the experiment all concentrations were between 0.24 and 0.28 mg / l in all treatments, all around day 20. Phosphate, unlike expected, was not removed during the entire experimental period. The final biomass of the plants was different between the treatments and directly influenced by the nutrient load of the tested effluent. Bromatological analysis evaluated the centesimal composition on days 21 and 30. On day 30 the composition of the duckweed were not affected by the treatments. On day 21 it was observed that the amounts of crude protein and ash were affected in the plants, but the ether extract, fiber and dry matter were not affected by the treatments. Therefore, the use of Landoltia punctata (Lemnoideae) duckweed for the recirculating fish culture effluent polishing proved to be viable for the removal of nitrogen compounds