Influence of floating macrophyte blooms on the phytoplankton community structure of a polishing pond treating domestic sewage

Autores

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.05.p3528-3542

Palavras-chave:

Cianobactéria, Fitoplâncton, Lagoa de polimento, Chlorophyta, Lemna sp

Resumo

O presente estudo tem como objetivo caracterizar a dinâmica da comunidade fitoplânctonica em uma lagoa de polimento que trata efluente doméstico, em escala nictimeral e mensal. Para tanto, foram realizadas seis campanhas de coleta, com amostras afluente e efluente da lagoa, além de uma coleta de coluna em um ponto central no interior da lagoa. As coletas foram realizadas em intervalos de duas em duas horas, totalizando 36 amostras por campanha. Para avaliação físico-química das condições ambientais foram avaliados Oxigênio dissolvido, pH, Temperatura, Fósforo total, Nitrogênio amoniacal, Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK), Demanda Química de Oxigênio (DQO). A identificação das espécies taxonômicas foi realizada por meio de microscopia óptica. Os resultados revelaram que a comunidade fitoplanctônica foi constituída pelas divisões: Cyanophyta, Chlorophyta e Bacillariophyta. O grupo formado pelas cianobactérias apresentou riqueza mais alta e foi dominante em todo período de estudo. A riqueza de táxons variou ao longo do estudo, tendo dois grandes grupos dominantes Cianophyta e Chlorophyta. Macrófitas aquáticas do gênero Lemna cobriram a superfície da lagoa e alteraram consideravelmente as condições físico-químicas no interior da lagoa.  Mesmo com essas alterações, a comunidade fitoplânctonica foi dominada por cianobactérias potencialmente produtoras de toxinas, o que pode provocar um problema de saúde pública a depender das condições do corpo receptor. A importância da avaliação da comunidade fitoplânctonica e das macrófitas foi evidenciado nessa pesquisa pelo potencial das mesmas em diminuir a matéria orgânica e em sistema de tratamento de esgoto doméstico.

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Biografia do Autor

Jucélia Tavares Ferreira, Universidade Federal de Pernambuco

Possui graduação em Licenciatura Em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual da Bahia - UNEB (2012). Participação: como aluna Bolsista o Projeto da Rede de Desenvolvimento e Aperfeiçoamento de Tecnologias de Tratamento Terciário de Esgotos Sanitários, Coordenado pela Professora Maria de Lourdes Florêncio dos Santos - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Integrou como estagiária Bolsista, a Equipe Técnica do Programa de Monitoramento de Qualidade de Água e Limnologia do Projeto de Integração do Rio São Francisco com as Bacias Hidrográficas do Nordeste Setentrional, executado através de contrato firmado entre a Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e o Ministério da Integração Nacional. Mestre pelo Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil - Área de concentração: Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos da UFPE, Orientada pela Professora Maria de Lourdes Florêncio dos Santos - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE).Doutoranda pelo Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil - Área de concentração: Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos da UFPE, Orientada pela Professora Sávia Gavazza Pessoa - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)

Elizabeth Amaral, UFPE

UFPE

Mario Takayuki Kato, Universidade Federal de Pernambuco

Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Paraná (1976) e em Administração pela Faculdade Católica de Economia e Administração do Paraná (1978), mestrado em Hidráulica e Saneamento (Engenharia Civil) pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (1981) e doutorado em Tecnologia Ambiental e Ciências da Agricultura pela Universidade Agrícola de Wageningen, Holanda (1994). Professor Titular da Universidade Federal de Pernambuco, no Departamento de Engenharia Civil, Centro de Tecnologia e Geociências. Coordenador do Laboratório de Saneamento Ambiental (1986-2018). Atuação na área de Engenharia Sanitária e Ambiental, com ênfase em tratamento biológico, reatores anaeróbios, esgotos domésticos, efluentes industriais, reúso, qualidade das águas, biorremediação.

Lourdinha Florencio, Universidade Federal de Pernambuco

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Pernambuco (1978), mestrado em Engenharia Civil (Hidráulica e Saneamento) pela Escola de Engenharia de São Carlos Universidade de São Paulo (1981) e doutorado em Ciências Agrícolas e Ambiental (Tecnologia Ambiental) pela Universidade de Wageningen - Holanda (1994). Em 2010, foi agraciada com a Comenda da Ordem do Mérito Científico do Ministério da Ciência e Tecnologia. É Professora Titular do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Pernambuco. É membro da Academia Pernambucana de Engenharia e da Academia Pernambucana de Ciências. Coordenou de junho de 2007 a fevereiro de 2012 o Programa PIBIC/CNPq na UFPE. Foi coordenadora nacional do Programa PROSAB, da rede temática Esgoto, edital 2 (2003-2006) e da Rede Nacional Remoção de Nutrientes de esgotos - RENUTRES, Finep Edital 06/2010 (2011-2015). Participou de várias redes de pesquisa internacionais (Cyted, Tratin, Exceed,)Tem experiência na área de Engenharia Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: avalição ambiental, controle da poluição, qualidade da água, saneamento básico e ambiental, tratamento e pós-tratamento de esgotos, e reúso de água.

Referências

Acuña-Alonso, C., Lorenzo, O., Álvarez, X., Cancela, Á., Valero, E., & Sánchez, Á. (2020). Influence of Microcystis sp. and freshwater algae on pH: Changes in their growth associated with sediment. Environmental Pollution (Barking, Essex: 1987), 263 (114435), 114435. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114435

Ahmadi, A.; Riahi, H.; Noori, M., (2005). Studies of the effects of environmental factors on the seasonal change of phytoplankton population in municipal waste water stabilization ponds. Toxicological & Environmental Chemistry, Oct.–Dec. 87(4): 543–550. https://doi.org/10.1080/02772240500315456.

Albuquerque, MV da C., Silva, MCC de P. e., Cartaxo, A. da SB, Ramos, R. de O., Rodrigues, RMM, Sátiro, JR, Lopes, WS, Leite, VD, & Sousa, JT de. (2021). Avaliação da influência da biomassa algal no pós tratamento de esgoto doméstico em lagoas de polimento. Pesquisa, Sociedade e Desenvolvimento , 10 (2), e34910212749. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i2.12749.

APHA, AWWA, WEF (2023). Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environmental Federation, 24st ed. Washington.

Aquino, E. P., Oliveira, E. C. C., Fernandes, U. L., & Lacerda, S. R. (2011). Fitoplâncton de uma Lagoa de Estabilização no Nordeste do Brasil. Brazilian Journal of Aquatic Science and Technology, 15(1), 71. https://doi.org/10.14210/bjast.v15n1.p71-77.

Aquino, E. P.; Lacerda, Sírleis Rodrigues; Freitas, Antônia Ionara Gonçalves DE., (2010). Cianobactérias das Lagoas de Tratamento de Esgoto no Semi-árido Nordestino (Ceará, Brasil) Revista de Botânica – Journal of Botany Florianópolis, 39, 34-46. https://doi.org/10.5007/2178-4574.2010v39p34.

Barroso Júnior, J. C. A., Silva, M. C. de A., Hoyos, N. L. M., & Monteggia, L. O. (2022). Evaluation of UASB effluent post-treatment in pilot-scale by microalgae HRP and macrophytes pond for nutrient recovery. Journal of Cleaner Production, 357(131951), 131951. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.131951.

Brasil. Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA, 2011. Resolução CONAMA n. 430, de 13 de maio de 2011. Diário Oficial da União, Brasília.

Cavalcante, F. C., Dias, A. S., Libório Góes, M. I., Rangel, A. J., Rodrigues Lucas, F. H., & Lacerda, S. R. (2017). Variação temporal e espacial da comunidade fitoplanctônica do açude rosário, lavras da Mangabeira-CE. Cadernos de Cultura e Ciência, 16(1). https://doi.org/10.14295/cad.cult.cienc.v16i1.1125.

Ceschin, S., Sgambato, V., Ellwood, N. T. W., & Zuccarello, V. (2019). Phytoremediation performance of Lemna communities in a constructed wetland system for wastewater treatment. Environmental and Experimental Botany, 162, 67–71. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2019.02.007

Chen, G., Zhao, K., Li, W., Yan, B., Yu, Y., Li, J., Zhang, Y., Xia, S., Cheng, Z., Lin, F., Li, L., Zhao, H., & Fang, Y. (2022). A review on bioenergy production from duckweed. Biomass & Bioenergy, 161(106468), 106468. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2022.106468.

Coggins, L. X., Larma, I., Hinchliffe, A., Props, R., & Ghadouani, A. (2020). Flow cytometry for rapid characterisation of microbial community dynamics in waste stabilisation ponds. Water Research, 169(115243), 115243. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.115243.

D’Alessandro, E. B., Nogueira, I. D. S., & Hoffmann, N. K. S. del A. (2020). Variability in phytoplankton community structure and influence on stabilization pond functioning. Ambiente e Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science, 15(2), 1. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.2507.

Dahl, N. W., Woodfield, P. L., Simpson, B. A. F., Stratton, H. M., & Lemckert, C. J. (2021). Effect of turbulence, dispersion, and stratification on Escherichia coli disinfection in a subtropical maturation pond. Journal of Environmental Management, 288(112470), 112470. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112470.

Dias, D. F. C., Passos, R. G., Rodrigues, V. A. J., de Matos, M. P., Santos, C. R. S., & von Sperling, M. (2018). Performance evaluation of a natural treatment system for small communities, composed of a UASB reactor, maturation ponds (baffled and unbaffled) and a granular rock filter in series. Environmental Technology, 39(4), 490–502. https://doi.org/10.1080/09593330.2017.1304456

Dinh, T. T. U., Soda, S., Nguyen, T. A. H., Nakajima, J., & The Ha Cao. (2020). Nutrient removal by duckweed from anaerobically treated swine wastewater in lab-scale stabilization ponds in Vietnam. The Science of the Total Environment, 722(137854), 137854. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137854.

Edler, L. (1979). Recomendations on methods for marine in the Baltic Sea: phytoplankton an chlorophyll. The Baltic marine Biologist, Lund: 5, p.1-38.

Ennabili, A., Ezzahri, J., & Radoux, M. (2019). Performance of Lemna gibba bioreactor for nitrogen and phosphorus retention, and biomass production in Mediterranean climate. Journal of Environmental Management, 252(109627), 109627. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109627.

Florentino, A. P.; Costa, M. C.; Nascimento, J. G. S.; Abdala-Neto; E. F., Mota; C. R.; Santos, A. B. DOS, 2019. Identification of microalgae from waste stabilization ponds and evaluation of electroflotation by alternate current for simultaneous biomass separation and cell disruption. Engenharia Sanitaria e Ambiental, 24(1), 177–186. https://doi.org/10.1590/s1413-41522019193972.

Fujioka, A. M. A., Carvalho, E. H., Carrilho, S. M. A. V., Bittar, K. H., & Pfeiffer, S. C. (2020). Avaliação da eficiência da remoção de nitrogênio e fósforo em lagoas de estabilização no tratamento de lixiviado e esgoto sanitário. Brazilian Journal of Development, 6(3), 12049–12058. https://doi.org/10.34117/bjdv6n3-171.

Furtado, Alff; Calijuri, MC; Lorenzi, AS; Honda, RY; Genuário, DB; Fiore, MF., 2009. Morphological and molecular characterization of cyanobacteria from a Brazilian facultative wastewater stabilization pond and evaluation of microcystin production. Hydrobiologia: 627, (1): 195-209. https://doi.org/10.1007/s10750-009-9728-6.

Gopolang, O. P. And Letshweny M.W., 2018. Performance Evaluation of Waste tabilisation Ponds. Journal of Water Resource and Protection. https://doi.org/10, 1129-1147. 10.4236/jwarp.2018.1011067.

Hammouda, O.; Gaber, A.; Abdelraouf, N., 1995. Microalgae and Wastewater Treatment. Ecotoxicology and Environmental Safety. Volume 31, Issue 3, páginas 205-210. https://doi.org/10.1006/eesa.1995.1064.

Huang, I. S., & Zimba, P. V. (2020). Hydrogen peroxide, an ecofriendly remediation method for controlling Microcystis aeruginosa toxic blooms. Journal of Applied Phycology, 32(5), 3133–3142. https://doi.org/10.1007/s10811-020-02086-4.

Kong, W., Shen, B., Lyu, H., Kong, J., Ma, J., Wang, Z., & Feng, S. (2021). Review on carbon dioxide fixation coupled with nutrients removal from wastewater by microalgae. Journal of Cleaner Production, 292(125975), 125975. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.125975

Kotut, K; Ballot, A; Wiegand, C; Krienitz, L., 2010. Toxic cyanobacteria at Nakuru sewage oxidation ponds – A potential threat to wildlife. Limnologica 40, 47-53. https://doi.org/10.1016/j.limno.2009.01.003.

Kucała, M., Saładyga, M., & Kaminski, A. (2021). Phytoremediation of CYN, MC-LR and ANTX-a from water by the submerged macrophyte Lemna trisulca. Cells (Basel, Switzerland), 10(3), 699. https://doi.org/10.3390/cells10030699.

Kurmayer, Rainer; Elisabeth, Li Deng., 2016. Papel de metabólitos secundários tóxicos e bioativos na colonização e formação de florações por cianobactérias filamentosas Planktothrix. Harmful Algae. Volume 54, Páginas 69-86.

Lawniczak-Malińska, A. E., & Achtenberg, K. (2018). On the use of macrophytes to maintain functionality of overgrown lowland lakes. Ecological Engineering, 113, 52–60. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.02.003.

Letshwenyo, M. W.; Thumule, S.; Elias, K., 2020. Evaluation of waste stabilisation pond units for treating domestic wastewater. Water and Environment Journal. https://doi.org/10.1111/wej.12641.

Li, H., Wang, F., Li, J., Deng, S., & Zhang, S. (2021). Adsorption of three pesticides on polyethylene microplastics in aqueous solutions: Kinetics, isotherms, thermodynamics, and molecular dynamics simulation. Chemosphere, 264(128556), 128556. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128556.

Li, M., Ge, S., Zhang, J., Wu, S., Wu, H., & Zhuang, L.-L. (2022). Mechanism and performance of algal pond assisted constructed wetlands for wastewater polishing and nutrient recovery. The Science of the Total Environment, 840(156667), 156667. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156667.

Li, X., Wu, S., Yang, C., & Zeng, G. (2020). Microalgal and duckweed based constructed wetlands for swine wastewater treatment: A review. Bioresource Technology, 318(123858), 123858. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123858.

Liu, C., Dai, Z., & Sun, H. (2017). Potential of duckweed (Lemna minor) for removal of nitrogen and phosphorus from water under salt stress. Journal of Environmental Management, 187, 497–503. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.11.006

Lusty, M. W., & Gobler, C. J. (2023). Repeated hydrogen peroxide dosing briefly reduces cyanobacterial blooms and microcystin while increasing fecal bacteria indicators in a eutrophic pond. Journal of Environmental Sciences (China), 124, 522–543. https://doi.org/10.1016/j.jes.2021.11.031.

Ma, R., Duan, C., Liu, Y., Yang, Y., Lin, H., Wei, Y., & Zhao, Y. (2023). Pre-aeration promotes nutrient removal in a pilot-scale duckweed-based pond by influencing the duckweed growth and bacterial community. Journal of Water Process Engineering, 53(103734), 103734. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.103734.

Mahapatra, S., Samal, K., & Dash, R. R. (2022). Waste Stabilization Pond (WSP) for wastewater treatment: A review on factors, modelling and cost analysis. Journal of Environmental Management, 308(114668), 114668. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.114668

Paerl, H.W. And Paul, V.J., (2012). Climate change: links to global expansion of harmful cyanobacteria. Water Research, vol. 46, no. 5, pp. 1349-1363. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.08.002

Passos, R. G.; Dias, D. F. C.; Rodrigues, V. A. J.; Von Sperling, M., (2019). Stratification and equalization cycles in shallow maturation ponds with different operational configurations and at different periods of the year. Water Practice and Technology. https://doi.org/10.2166/wpt.2019.054.

Pastich, E. A.; Gavazza, S.; Casé, M. C. C.; Florencio, L.; Kato, M.T., (2016ª). Structure and dynamics of the phytoplankton community within a maturation pond in a semiarid region. Brazilian Journal of Biology 76 (2016), (1): 144-15. https://doi.org/10.1590/1519-6984.15214. Pastich, E.A.; Silvia, M. Barbosa; Lourdinha, Florencio; Savia, Gavazza; Mario, T. Kato (2016). The influence of environmental factors on the diel variation of phytoplankton in stabilization ponds. Interciencia, vol. 41, núm. 5, mayo, pp. 330-333.

Ratsey, H., (2016). Upgrading waste stabilisation ponds: reviewing the options. In: Annual Conference of Water New Zealand (WaterNZ), Rotorua, New Zealand

Saładyga, M., Kucała, M., Adamski, M., Selvaraj, S., & Kaminski, A. (2023). Phytoremediation of a mixture of toxic cyanobacteria. Does phytoplankton composition affect the amount of toxins removed? Journal of Environmental Chemical Engineering, 11(3), 110158. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110158

Sarkar (Paria), D., Lahiri (Ganguly), S., Ghosh, D., & Jana, B. B. (2019). Ecological processes-driven distribution of net-algal diversity and carbon sequestration potential across the sewage effluent gradient of stabilization pond system. International Journal of Ecohydrology & Hydrobiology, 19(3), 464–472. https://doi.org/10.1016/j.ecohyd.2018.10.003

Sarker, J., Turzo, A. K., Dong, M., & Bosu, A. (2023). Automated identification of toxic code reviews using ToxiCR. ACM Transactions on Software Engineering and Methodology, 32(5), 1–32. https://doi.org/10.1145/3583562.

Silveira, C. F., Assis, L. R. de, Oliveira, A. P. de S., & Calijuri, M. L. (2021). Valorization of swine wastewater in a circular economy approach: Effects of hydraulic retention time on microalgae cultivation. The Science of the Total Environment, 789(147861), 147861. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147861

Soldatelli, F. V.; Schwarzbold, A., (2010). Comunidade fitoplanctônica em lagoas de maturação, Caxias do Sul, Rio Grande do Sul, Brasil. IHERINGIA, Sér. Bot., Porto Alegre, 65, 1, 75-86, junho

Stadtlander, T., Förster, S., Rosskothen, D., & Leiber, F. (2019). Slurry-grown duckweed (Spirodela polyrhiza) as a means to recycle nitrogen into feed for rainbow trout fry. Journal of Cleaner Production, 228, 86–93. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.04.196

Strzałek, M., Kufel, L., & Wysokińska, U. (2019). How does Stratiotes aloides L. affect the growth and turion formation of Spirodela polyrhiza (L.) Schleiden? Aquatic Botany, 154, 45–52. https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2019.01.001.

Vasconcelos, V. M.; Pereira, E., (2001). Cyanobacteria diversity and toxicity in a wastewater treatment plant (Portugal). Water Research 35, (5): 1354-1357. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00512-1.

Wallace, J.; Champagne, P.; Geof, H.; Zhaochu, Y.; Xudong, L., (2015). Determination of Algae and Macrophyte Species Distribution in Three Wastewater Stabilization Ponds Using Metagenomics Analysis. Water, 7, 3225-3242. https://doi.org/10.3390/w7073225.

Zhao, Y., Tu, Q., Yang, Y., Shu, X., Ma, W., Fang, Y., Li, B., Huang, J., Zhao, H., & Duan, C. (2022). Long-term effects of duckweed cover on the performance and microbial community of a pilot-scale waste stabilization pond. Journal of Cleaner Production, 371(133531), 133531.

Zimmo, O. R.. Van, Der Steen; N. P.; Gijzen, H. J., (2005). Comparison of ammonia volatilisation rates in algae and duckweed-based waste stabilisation ponds treating domestic wastewater. Water Research, 37(19), 4587–4594. https://doi.org/10.1016/j.watres.2003.08.013.

Zimmo, O. R.; R. AL SA’ED; Gijzen, H., (2000). Comparison between algae-based and duckweed-based wastewater treatment: differences in environmental conditions and nitrogen transformations. Water Science and Technology Vol 42 Nos 10–11 pp 215–222. https://doi.org/10.2166/wst.2000.0646.

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Publicado

2025-08-06

Como Citar

Tavares Ferreira, J., Amaral, E., Takayuki Kato, M., & Florencio, L. (2025). Influence of floating macrophyte blooms on the phytoplankton community structure of a polishing pond treating domestic sewage. Revista Brasileira De Geografia Física, 18(05), 3528–3542. https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.05.p3528-3542

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