As áreas úmidas construídas melhoram a qualidade da água?

Por Jael Batty As áreas úmidas construídas, que imitam áreas úmidas naturais, tratam águas residuais municipais e industriais, drenagem de minas, águas cinzas de pequenas empresas e residências, resíduos animais e escoamento de águas pluviais e agrícolas.
Eles são recomendados pelas agências reguladoras como uma prática de gerenciamento recomendada para controlar o escoamento urbano.

Ecossistemas de águas rasas

As áreas úmidas construídas são ecossistemas de águas rasas que imitam as áreas úmidas naturais.
O ecossistema da zona úmida – água, plantas, microrganismos, luz solar, substrato e ar – filtra e trata as águas residuais.
A qualidade da água é melhorada por meio de processos físicos, biológicos e químicos, e o risco de poluição por escoamento é reduzido^.1 A água superficial ou subsuperficial está presente tanto nas áreas úmidas construídas quanto nas naturais.
As áreas úmidas construídas também são chamadas de áreas úmidas artificiais, áreas úmidas projetadas, áreas úmidas artificiais, áreas úmidas de águas cinzas, canaviais, áreas de infiltração de solo ou áreas úmidas de tratamento.

Poluentes e agentes patogênicos são removidos

O tratamento por meio de áreas úmidas construídas remove poluentes, matéria orgânica, metais, hidrocarbonetos, nitrogênio e fósforo.
Uma variedade de patógenos também é removida, embora as áreas úmidas não sejam especificamente projetadas para isso.
Além disso, cargas orgânicas elevadas, como as encontradas em águas residuais agrícolas, podem ser reduzidas a partir de águas residuais tratadas em wetlands^.2 Algumas águas residuais são tratadas exclusivamente por wetlands construídos.
No entanto, em geral, o afluente de águas residuais entra na zona úmida após o tratamento primário que separa os sólidos dos líquidos.
Dessa forma, os pântanos servem como um tratamento secundário ou terciário, higienizando o efluente antes da recuperação da água.

Construção de áreas úmidas

As áreas úmidas são construídas dentro de uma bacia revestida com plástico, concreto ou argila.
O filtro é um substrato de areia e cascalho.
A profundidade rasa, o fluxo lento e os substratos saturados nas áreas úmidas estimulam a sedimentação^.2,3^{A vegetação – como} juncos, canas, taboas e lentilha – é vital para a remoção de metais e outros poluentes.
A absorção de metais pesados varia entre as plantas.
As raízes e os rizomas das plantas soltam o meio do substrato, aumentando o movimento da água pela rizosfera.
A água é canalizada através de orifícios no substrato causados por raízes de plantas em decomposição. ^2,4

O processo de tratamento

O tratamento ocorre à medida que as águas residuais fluem pelo substrato e pela rizosfera.
O fluxo lento permite períodos mais longos de contato entre as águas residuais e as superfícies dos pântanos.
Uma comunidade diversificada de microrganismos aeróbicos e anaeróbicos é atraída pelos materiais orgânicos/inorgânicos e pelas oportunidades de trocas de gás/água.
Os microrganismos se ligam às raízes e aos rizomas, formando um biofilme que decompõe os poluentes e a matéria orgânica.
Os nutrientes – carbono, nitrogênio e fósforo – fornecidos por resíduos vegetais e plantas em decomposição alimentam o processo microbiano. ^2,4 No substrato, os sólidos suspensos são filtrados das águas residuais e os agentes patogênicos são removidos por filtração e adsorção.
O substrato saturado cria um ambiente carente de oxigênio, no qual o oxigênio é consumido mais rapidamente do que é reposto.
Esse ambiente com pouco oxigênio impede o crescimento de plantas impróprias para um ambiente de zona úmida^.4 O ambiente com pouco oxigênio também é essencial para a eliminação de poluentes.
O nitrogênio é decomposto e o gás nitrogênio é liberado inofensivamente na atmosfera.
O fósforo é coletado e armazenado em um sistema de zonas úmidas por meio da ligação do fósforo em matéria orgânica ou por coprecipitação com ferro, alumínio e cálcio.
Da mesma forma, os metais pesados são sequestrados no substrato ou absorvidos pelas plantas. ^2,4

Fluxo de superfície e fluxo de subsuperfície

Os dois tipos de áreas úmidas construídas são as de fluxo superficial ou de tratamento flutuante e as de fluxo subsuperficial ou de canaviais.
A vegetação flutua na água em áreas úmidas flutuantes ou de fluxo superficial.
Os fluxos de superfície são horizontais, o que significa que a água residual flui paralelamente ao substrato^.2,5 Nas áreas úmidas subsuperficiais, as plantas crescem em cascalho.
A água pode fluir horizontal ou verticalmente – nesse caso, as águas residuais descem pelas plantas e pelo substrato.
Seja vertical ou horizontal, em uma área úmida subterrânea, as águas residuais fluem entre as raízes das plantas e nunca entre as superfícies. ^4,6

Recuperação de água

A água descarregada é controlada por uma estrutura de saída que permite ajustes sazonais e de manutenção na profundidade da água.
A água tratada do pântano pode ser armazenada para recuperação ou aplicação na terra.
A água também pode ser descarregada no abastecimento de água quando permitido pelos regulamentos. ⁷

Benefícios e desvantagens

Além de melhorar a qualidade do efluente de águas residuais, as áreas úmidas construídas custam menos para serem construídas e alimentadas do que o tratamento convencional.
Além disso, são mais baratos para operar e exigem menos horas de trabalho e menos experiência operacional.
Os benefícios auxiliares incluem a criação de habitats para a vida selvagem, locais de recreação e oportunidades de educação e pesquisa.
A construção de áreas úmidas também agrada a engenheiros, operadores de tratamento de águas residuais, biólogos e ambientalistas Algumas vantagens da construção de áreas úmidas incluem:

• Melhoria da qualidade da água
• Conservação e reutilização da água
• Armazenamento de inundações
• Atrair a vida selvagem
• Habitats para peixes e animais selvagens
• Baixos custos de construção
• Baixos requisitos de energia
• Baixos custos operacionais
• Atenção e conhecimento operacional mínimos
• Educação e pesquisa
• Oportunidades recreativas para fotógrafos, observadores de pássaros e caçadores1^,3

Algumas das desvantagens incluem:

• Alguns poluentes complexos não podem ser filtrados com sucesso
• Exigir mais terras
• Os fluxos subterrâneos podem obstruir
• Os fluxos de superfície atraem mosquitos,
• Os fluxos de superfície também são suscetíveis a odores e ^algas2

Os benefícios superam em muito as desvantagens.
Na verdade, muitos problemas podem ser evitados por meio de planejamento e operação adequados.
Os peixes e a vida selvagem podem reduzir os mosquitos, e um dossel de vegetação de zonas úmidas pode evitar as algas.
O odor pode ser aliviado com o tratamento primário.
O odor também pode ser evitado mantendo-se uma camada de cascalho acima do aquífero, controlando os níveis de água e desbastando as plantas do pântano para estimular o fluxo de água^.6 Os problemas causados por fluxos subsuperficiais obstruídos podem ser evitados evitando-se o uso de meios finos no substrato.
A redução da sobrecarga orgânica e a prática de um bom pré-tratamento de águas residuais também ajudam a evitar entupimentos.
Como não há água parada nos pântanos de fluxo subsuperficial, eles são inodoros, não atraem mosquitos e são menos suscetíveis a baixas temperaturas.
Além disso, as áreas úmidas de fluxo subsuperficial também ocupam menos área do que as áreas úmidas de fluxo superficial e são melhores na remoção de agentes patogênicos. ⁷

Uma tendência crescente

As áreas úmidas construídas são usadas em todo o mundo para tratar águas residuais e escoamento, melhorando a qualidade da água.
Eles também podem ser usados em residências, após o tratamento primário da fossa séptica.
O uso de áreas úmidas construídas para tratar água cinza é uma tendência crescente na conservação da água.
Por fim, a recuperação e a reutilização de água tratada em áreas úmidas é uma medida proativa para solucionar a crise global da água.
Para obter mais informações sobre a construção e as regulamentações de áreas úmidas, consulte a página EPA Constructed Wetlands (Áreas Úmidas Construídas). Citações:

1. J Gelt (1997). Constructed Wetlands: Using Human Ingenuity, Natural Processes to Treat Water, Build Habitat, Centro de Pesquisa de Recursos Hídricos da Universidade do Arizona, https://wrrc.arizona.edu/publications/arroyo-newsletter/constructed-wetlands-using-human-ingenuity-natural-processes-treat-wa
2. Wetland construído, Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Constructed_wetland
3. Constructed Wetlands Factsheet, National Small Flows Clearinghouse, https://engineering.purdue.edu/~frankenb/NU-prowd/cwetfact.htm
4. A Handbook of Constructed Wetlands, EPA, https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-10/documents/constructed-wetlands-handbook.pdf
5. (2000).
   Wastewater Technology Fact Sheet: Free Water Surface Wetlands, EPA, https://www3.epa.gov/npdes/pubs/free_water_surface_wetlands.pdf
6. (2000).
   Wastewater Technology Fact Sheet: Wetlands: Subsurface Flow, EPA, https://www3.epa.gov/npdes/pubs/wetlands-subsurface_flow.pdf
7. (2008).
   Constructed Wetland, NRCS, https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs143_014875.pdf

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