1.2 Detalhes do contato das pessoas capacitadas e instituições envolvidas na avaliação e documentação da tecnologia

Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)

Book project: Making sense of research for sustainable land management (GLUES)

Nome do projeto que facilitou a documentação/avaliação da Tecnologia (se relevante)

Interplay among multiple uses of water reservoirs via innovative coupling of substance cycles in aquatic and terrestrial ecosystems (INNOVATE / GLUES)

Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) - Alemanha

Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)

Potsdam-Institut für Klimaforschung (PIK) - Alemanha

Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)

Universität Hohenheim - Alemanha

Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)

Technische Universität Berlin (Technische Universität Berlin) - Alemanha

Nome da(s) instituição(ões) que facilitou(ram) a documentação/ avaliação da Tecnologia (se relevante)

Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW Dresden) - Alemanha

1.3 Condições em relação ao uso da informação documentada através de WOCAT

O/a compilador/a e a(s) pessoa(s) capacitada(s) aceitam as condições relativas ao uso de dados documentados através da WOCAT:

Sim

2.1 Descrição curta da tecnologia

Definição da tecnologia:

Tratamento de efluentes de piscicultura empregando macrófitas aquáticas (fitorremediação).

2.2 Descrição detalhada da tecnologia

Descrição:

A piscicultura, por utilizar remédios e uma grande quantidade de ração para alimentar os peixes, provoca impactos no ecossistema aquático pela introdução de nitrogênio, fósforo e resíduos dos remédios. Essa tecnologia utiliza plantas que, após extrair o contaminante da água, armazena-o em sua estrutura para tratamento subsequente, quando necessário, ou mesmo metabolizá-lo, podendo, em alguns casos, transformá-lo em produtos menos tóxicos ou mesmo inócuos. Uma das alternativas de descontaminação e melhoria ambiental é a fitorremediação, que é definida como uma técnica que utiliza plantas e suas microbiotas com a finalidade de remover, degradar ou isolar substâncias tóxicas do ambiente. As plantas usadas nessa técnica são macrófitas aquáticas. Dessa maneira, as plantas apresentam caracteristicas de vegetais terrestres e tem grande capacidade de adaptação a diversos tipos de ambiente. Além disso, um importante fator de acordo com a International Water Association, é a seleção das macrófitas aquáticas para realizar a fitorremediação, onde o critério de escolha de quais macrófitas serão utilizadas no sistema de tratamento é associado à disponibilidade de onde será implantado o sistema. No caso da Eichhornia crassipes, a maior parte dos sólidos em suspensão são removidos por sedimentação ou por adsorção no sistema radicular das plantas. A densa cobertura dessas plantas reduz os efeitos de mistura do vento, assim como minimiza a mistura térmica. A sombra produzida pelas plantas restringe o crescimento de algas e o sistema radicular previne o movimento horizontal do material. Dessa maneira, as partículas são removidas do esgoto e, em seguida, os microorganismos associados a plantas na rizosfera lentamente se decompõe. Muitos organismos podem ser usados na degradação, como bactérias, fungos ou plantas (biodegradação) e a eficiência de um ou de outro depende, em muitos casos, da estrutura molecular e da presença de enzimas que são ágeis em degradar o produto.

O Sistema Fígado Verde emprega plantas aquáticas com o objetivo de remover, transferir, estabilizar ou destruir elementos nocivos. Esta técnica pode ser empregada para a remoção de metais pesados, hidrocarbonetos de petróleo, agrotóxicos, cianotoxinas, explosivos, solventes clorados e subprodutos tóxicos da indústria. O viveiro é localizado nas margens do reservatório de Itaparica, que tem como principal finalidade a geração de energia elétrica. Existem dúzias de tanques escavados para criação de tilápia e tambaqui (colossoma macropomum) alevinos e juvenis. Além dos tanques, existem dúzias de tanques-rede instalados no reservatório para onde os peixes são mandados na fase adulta (período de engorda). Parte do esgoto dos tanques escavados são despejados em uma lagoa de estabilização, e a outra parte vai para o Sistema Fígado Verde. A poluição comeca nos tanques de peixe por causa da alimentação e da excreção dos peixes. A alimentação é rica em fósforo e nitrogênio e pode causar a eutrofização da água, se não for tratada. O Sistema Fígado Verde consiste em um tanque de grandes dimensões (100 m x 20 m x 2,0 m). O tanque foi subdividido em seis partes (em 2 partes, Eichhornia crassipes foram plantadas e nas outras 4 partes, Egeria densa foram plantadas, 25 mudas por metro quadrado). Uma rede de nylon foi colocada para isolar a E. crassipes da E. densa. Uma tela é colocada antes da entrada do tanque para impedir que haja entrada de algum peixe que venha dos viveiros. Tmabém pode-se colocar opcionalmente uma válvula de registro na tubulação de entrada para controlar a vazão de entrada. Deve ser realizado monitoramento periódico dos parâmetros físico-químicos e biológicos para controlar as variações ambientais. Por variações ambientais entendem-se variações locais e temporais dos parâmetros físico-quimicos e biológicos no Sistema Fígado Verde em relação aos nutrientes e parâmetros ambientais. Os parâmetros foram monitorados com uma sonda multiparamétrica OAKTON 650. Os parâmetros seguintes foram analisados in situ: temperatura do ar (ºC), temperatura da água (ºC), pH, salinidade (ppm), condutividade elétrica (µS.cm-1), total de sólidos dissolvidos (mg.L-1). No laboratório, total de fósforo Kjeldahl (µg.L-1), total de nitrogênio (µg.L-1), nitrito (mg.L-1), nitrato (mg.L-1), azoto amonical (mg.L-1), oxigênio dissolvido (mg.L-1), e turvação (NTU) foram analisadas. Fitoplânctons foram também coletados para relacionar com os parâmetros monitorados.

É necessário remover a biomassa macrófita periodicamente e limpar o filtro para eliminar o lodo e a vegetação transportada pelo fluxo vindo dos tanques de psicultura. Durante a época de seca, essa remoção pode ser feita a cada 15 dias, e durante a época de chuvas, deve ser feito de 30 em 30 dias. A remoção da biomassa é, em geral, a remoção de E. crassipes, incluindo suas raízes. A E. crassipes cresce muito rápido em áreas tropicais e cheias de nutrientes. Em Itacuruba, o período de chuvas é muito curto, então a maior parte do ano é de seca. Essa é a razão porque a remoção de plantas deve ser feita periodicamente. Cercar o viveiro evitará o pastoreio de animais. Deve-se ter uma periódica limpeza da seção de drenagem. O Sistema Fígado Verde, no nosso exemplo, recebe os efluentes dos viveiros de juvenis tilápias (Oreochromis niloticus), que carrega o restante da ração (rica em nitrogênio e fósforo), fezes, antibióticos, hormônios e proibiótico.

A fitorremediação (Fito = planta e remediar = dar remédio, corrigir) é uma tecnologia emergente que utiliza várias plantas (vegetais) para degradar, extrair, conter ou imobilizar contaminantes em solos e águas. Esta tecnologia tem sido considerada como uma alternativa inovadora e de baixo custo à maioria das técnicas de tratamento já estabelecidas para áreas contaminadas, como biorreatores de membrana, reatores UASB (upflow anaerobic sludge blanket) e outros. O Sistema Fígado Verde pode ser vista como uma zona úmida construída, que pode ser usado tanto no tratamento de efluentes da psicultura quanto no tratamento de efluentes de indústrias. Em ambos os casos a metodologia adotada é a mesma. Pode(m) variar a(s) planta(s) empregada(s) dependendo do tipo de poluente que se deseje remover.
Em relação à remoção de nutrientes em sistemas de zonas úmidas construídas, diferentes espécies de macrófitas apresentam concentrações variadas em tecidos vegetais diferentes. Estas conclusões demonstram as diferenças fisiológicas entre as espécies vegetais em termos de captura e estoque de nutrientes, que deve ser levadas em consideração ao planejar o tratamento de efluentes com essas espécies.
Entretanto, para que esta tecnologia se torne eficiente e economicamente viável em escala comercial algumas limitações precisam ser superadas. Plantas ideais para a fitorremediação precisam: a) apresentar rápido crescimento; b) ter elevada produção de biomassa; c) possuir sistemas radiculares extensos; d) ser de fácil manejo/poda; e) tolerar e acumular certa concentração de metais-traço em partes que possam ser colhidas.

2.3 Fotos da tecnologia

2.5 País/região/locais onde a tecnologia foi aplicada e que estão cobertos nesta avaliação

2.6 Data da implementação

Caso o ano exato seja desconhecido, indique a data aproximada:

• menos de 10 anos atrás (recentemente)

2.7 Introdução da tecnologia

Especifique como a tecnologia foi introduzida:

• durante experiências/ pesquisa

Comentários (tipos de projeto, etc.):

Foi construido em 2013 no Brazil pela primeira vez. O cientista principal tem experiencia anterior, entre outras, em Koréa do Sul.

3.1 Principal/principais finalidade(s) da tecnologia

• Preserva ecossistema

3.2 Tipo(s) atualizado(s) de uso da terra onde a tecnologia foi aplicada

Comentários:

O reservatório de Itaparica (hoje conhecida como reservatório Luiz Gonzaga), é localizada entre os estados de Pernambuco e da Bahia, na região chamada submédio da bacia de São Francisco. É parte do complexo hidrelétrico de Paulo Afonso, com os reservatórios de Moxotó, Paulo Afonso I, II, III, IV e Xingó. Foi construído em 1987, com a finalidade principal de geração de energia. Além disso, o reservatório tem múltiplos usos, como abastecimento público e industrial, irrigação, aquicultura, pecuária, navegação, turismo e lazer. Pode-se observar um uso inadequado em seus encontros, como perímetros de irrigação utilizando práticas inadequadas de agricultura, com agrotóxicos e ocupações irregulares despejando esgoto sem o devido tratamento diretamente no reservatório. Com a construção do reservatório de Itaparica, parte da população teve que ser removida para novas áreas urbanas localizadas nos arredores do reservatório.
A construção dos reservatórios interrompeu sistematicamente o fenômeno Piracema¹, afetando pescadores tradicionais que dependem diretamente da pesca para sobreviver. A aquicultura foi uma alternativa à escassez de peixes depois da construção dos reservatórios. As primeiras iniciativas de aquicultura aconteceram no município de Jatobá, em 1990. Gradualmente, nas cidades de Itacuruba, Petrolândia e Belém de São Francisco também surgiram atividades de aquicultura com pequenas associações. Hoje em dia existem dúzias dessas associações, formando um Arranjo Produtivo Local. A Companhia de Desenvolvimento do Vale de São Francisco e Parnaíba implantou sete estações de aquicultura para fornecer alevinos para reabastecer o reservatório. A eutrofização em reservatórios semiáridos apresenta um problema ambiental devido à redução do potencial hidrológico através de mudanças na qualidade da água, com prejuízo em todos os múltiplos usos e na manutenção da biota aquática. A região apresenta escassez de água tanto em quantidade quanto em qualidade por conta dos fatores climáticos, geológicos e pantropicais.

Número de estações de cultivo por ano: 2

3.3 O uso do solo mudou devido à implementação da Tecnologia?

O uso do solo mudou devido à implementação da Tecnologia?

• Sim (Por favor, preencha as perguntas abaixo com relação ao uso do solo antes da implementação da Tecnologia)

3.4 Abastecimento de água

Abastecimento de água para a terra na qual a tecnologia é aplicada:

• Misto de precipitação natural-irrigado

3.5 Grupo de GST ao qual pertence a tecnologia

• Gestão de água de superfície (nascente, rio, lagos, mar)
• Gestão/proteção de zonas úmidas

• water purification

3.6 Medidas de GST contendo a tecnologia

Comentários:

macofitas, espécies diferentes
em blocos

3.7 Principais tipos de degradação da terra abordados pela tecnologia

Comentários:

manejo do solo, desmatamento / remoção da vegetação natural (incl. incêndios florestais), exploração excessiva da vegetação para uso doméstico, pastagem excessiva, urbanização e infra-estrutura de desenvolvimento, descargas (contaminação ponto de água), sobre captação / retirada excessiva de água (para irrigação, indústria, etc.), mudança na temperatura, mudança de chuvas sazonais, secas, pressão populacional, pobreza / riqueza, insumos e infra-estrutura: (estradas, mercados, distribuição de pontos de água, outros, â € |), educação, acesso a serviços de conhecimento e de apoio, guerra e conflitos

Manejo da cultura (anual, perene, árvore / arbusto), atividades industriais e de mineração, liberação de poluentes transportados pelo ar (urbano / industryâ € |), perturbação do ciclo da água (infiltração / escoamento), Chuvas fortes / extremo (intensidade / quantidade), tempestades de vento / tempestades de poeira, inundações, outras causas naturais (avalanches, erupções vulcânicas, fluxos de lama, recursos naturais altamente suscetíveis, extremo topografia, etc.) especifique, posse de terra, disponibilidade de trabalho, governança / institucional

3.8 Redução, prevenção ou recuperação da degradação do solo

Especifique o objetivo da tecnologia em relação a degradação da terra:

• Reduzir a degradação do solo

4.1 Desenho técnico da tecnologia

4.2 Informação geral em relação ao cálculo de entradas e custos

Especifique a moeda utilizada para os cálculos de custo:

• USD

Se for relevante, indique a taxa de câmbio do USD para moeda local (por exemplo, 1 USD = 79,9 Real): 1 USD =:

3,17

4.3 Atividades de implantação

	Atividade	Periodicidade (estação do ano)
1.	Escavar e stabilizar paredes
2.	Colocar 5 barreiras
3.	Cercar
4.	Colocar as macrofitas

4.4 Custos e entradas necessárias para a implantação

	Especifique a entrada	Unidade	Quantidade	Custos por unidade	Custos totais por entrada	% dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra	Construction		1,0	5060,0	5060,0
Mão-de-obra	Supervision		1,0	1000,0	1000,0
Equipamento	Caminhão para remoção da terra		1,0	125,0	125,0
Material de construção	Mourão (com cimento)		1,0	475,0	475,0
Material de construção	Arame-farpado		1,0	315,0	315,0
Material de construção	Terraplenagem		1,0	250,0	250,0
Material de construção	Tubular elements		1,0	30,0	30,0
Custos totais para a implantação da tecnologia					7255,0
Custos totais para o estabelecimento da Tecnologia em USD					2288,64

4.5 Atividades recorrentes/manutenção

	Atividade	Periodicidade/frequência
1.	Trocar as macrofitas

4.6 Custos e entradas necessárias pata a manutenção/atividades recorrentes (por ano)

	Especifique a entrada	Unidade	Quantidade	Custos por unidade	Custos totais por entrada	% dos custos arcados pelos usuários da terra
Mão-de-obra	Labour		1,0	3000,0	3000,0
Equipamento	Tela de nylon		1,0	38,41	38,41
Custos totais para a manutenção da tecnologia					3038,41
Custos totais de manutenção da Tecnologia em USD					958,49

Comentários:

Because of the tropical climate of Brazilian northeast there is a need to remove Eichhornia crassipes periodically because it grows very quickly as there is plenty nutrients and warm temperatures during all year. The cost of removal of the macrophytes is permanent and must be made monthly as the plant reaches adulthood it loses its capability in removing nutrients and gives it back to the water.

5.1 Clima

5.2 Topografia

5.3 Solos

Caso disponível anexe a descrição completa do solo ou especifique as informações disponíveis, p. ex. tipo de solo, PH/acidez do solo, nitrogênio, capacidade de troca catiônica, salinidade, etc.

Soil fertility is low
Soil drainage/infiltration is poor (e.g. sealing/crusting)
Soil water storage capacity is very low

5.4 Disponibilidade e qualidade de água

5.5 Biodiversidade

5.6 Características dos usuários da terra que utilizam a tecnologia

Indique outras características relevantes dos usuários da terra:

Land users applying the Technology are mainly common / average land users
Population density: < 10 persons/km2
Annual population growth: 1% - 2%

5.7 Área média de terrenos utilizados pelos usuários de terrenos que aplicam a Tecnologia

5.8 Propriedade de terra, direitos de uso da terra e de uso da água

Propriedade da terra:

• Indivíduo, não intitulado
• Indivíduo, intitulado

Direitos do uso da terra:

• Indivíduo

• needs official registration and permission; heavy water use has a price

• needs official registration and permission; heavy water use has a price

5.9 Acesso a serviços e infraestrutura

6.1 Impactos no local mostrados pela tecnologia

Impactos socioeconômicos

Disponibilidade e qualidade de água

Renda e custos

Outros impactos socioeconômicos

Impactos socioculturais

Impactos ecológicos

Ciclo hídrico/escoamento

Solo

Outros impactos ecológicos

6.2 Impactos externos mostrados pela tecnologia

6.4 Análise do custo-benefício

Como os benefícios se comparam aos custos de implantação (do ponto de vista dos usuários da terra)?

Como os benefícios se comparam aos custos recorrentes/de manutenção(do ponto de vista dos usuários da terra)?

6.5 Adoção da tecnologia

Comentários:

There is a little trend towards spontaneous adoption of the Technology. A broad adoption is not yet expectable at this stage of experimental analysis and testing. Few people did already express their interest.

6.7 Pontos fortes/vantagens/oportunidades da tecnologia

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do usuário da terra
No caso o controle do governo seria forte, a tecnologia ajudaria cumprir as regras
The technology can be constructed using locally available material. --> As long as cheap labour is available and rural shops exist, the availability of inputs is adequate.

Pontos fortes/vantagens/oportunidades na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada
Achamos uma vantagem o sistema utilizar processos naturais para a purificação de água.
Dentre as vantagens de adoção da técnica Green Liver estão o baixo custo, rapidez de construção e relativamente fácil operação.

6.8 Pontos fracos, desvantagens/riscos da tecnologia e formas de superá-los

Pontos fracos/desvantagens/riscos na visão do usuário da terra	Como eles podem ser superados?
Aumenta os custos por conta da mão-de-obra.	The more people use such techniques, for instance due to improved environmental monitoring and fines imposed, the more such extra expenditure will be accepted as regular running costs.
The management of the system is not simple. Many different and unexpected disturbances can occur. Experience and close, constant watch out is needed.	Exchange of experience among users would facilitate its management. An updated list of threats could be helpful.

Pontos fracos/vantagens/riscos na visão do/a compilador/a ou de outra pessoa capacitada	Como eles podem ser superados?
A necessidade de fazer o manejo das plantas e desobstrução de alguma tubulação.	Para isto necessita de mão-de-obra de pelo menos um trabalhador que monitore o sistema periodicamente e faça a manutenção.
The disposal of the removed macrophytes is still a problem to be solved. If the macrophytes have accumulated high levels of toxins, the biomass cannot be used for compost making or livestock feeding.	The removed macrophytes should be analysed for their pollutant content. A biodigester could be the solution to the disposal of contaminated biomass, generating energy for the productive unit and possibly for the local population too.

7.1 Métodos/fontes de informação

7.2 Referências às publicações disponíveis

Título, autor, ano, ISBN:

Pflugmacher, S., Kühn, S., Lee, S.-H., Choi, J.-W., Baik, S., Kwon, K.-S., Contardo-Jara, V., 2015. Green Liver Systems® for water purification: Using the phytoremediation potential of aquatic macrophytes for the removal of different cyanobacterial toxins from water.

Disponível de onde? Custos?

AJPS 06 (09), 1607–1618. doi:10.4236/ajps.2015.69161.

Título, autor, ano, ISBN:

Nimptsch, J., Wiegand, C., Pflugmacher, S., 2008. Cyanobacterial toxin elimination via bioaccumulation of MC-LR in aquatic macrophytes: An application of the “Green Liver Concept”

Disponível de onde? Custos?

Environ. Sci. Technol. 42 (22), 8552–8557. doi:10.1021/es8010404.