O termo “wetlands” engloba uma série de ecossistemas alagados, como pântanos, brejos e várzeas. Naturais ou construídas, de água doce ou salgada, a característica em comum entre esses cenários é a presença de água na superfície ou próximo à superfície ao menos periodicamente. O substrato saturado cria um ambiente pobre em oxigênio, limitando as espécies de plantas às adaptadas ao meio aquático, caracterizando a zona úmida plantada (DAVIS, 1994).
Historicamente, os wetlands, ou pântanos, já foram vistos como terras perdidas, inapropriadas para uso e ocupação devido ao alto grau de saturação do solo e frequentes alagamentos, servindo apenas para berçário de mosquitos transmissores de doenças. O desconhecimento de sua importância no equilíbrio ecológico tanto para vida aquática, quanto para renovação/limpeza das águas e balanço hídrico, custou a destruição de aproximadamente 50% desse bioma nos Estados Unidos (DAHL, 1990). No Brasil, atualmente sua área representa 1,76% do território total sendo que apenas 4,4% é protegido por unidades de conservação (Ministério do Meio Ambiente). É possível analisar a distribuição mundial dos wetlands na Figura 11.
O Pantanal Mato-Grossense, localizado em grande parte no território brasileiro (sudoeste do Mato Grosso e oeste do Mato Grosso do Sul) é considerado a maior planície de inundação do planeta. Na década de 60, o governo brasileiro ofereceu incentivos para implantação de projetos agropecuários na região centro-oeste como o intuito de promover o seu desenvolvimento, no entanto essa intervenção ocasionou impactos negativos ao meio
ambiente, ameaçando sua biodiversidade. Hoje, é considerado pela UNESCO um patrimônio da humanidade e reserva da biosfera de importância internacional.
Figura 11. Distribuição mundial dos wetlands.
Fonte: Science China Press. Disponível em: https://phys.org/news/2014-12-chinese-scientists-global-wetland- suitability.html Acesso em 21 de agosto, 2015.
As questões da preservação de zonas úmidas atraem o interesse internacional há mais de 30 anos, é o caso da Convenção de Ramsar, elaborada em 1971 na cidade de Ramsar, no Irã, que teve como objetivo "evitar a degradação das zonas úmidas e promover sua conservação, reconhecendo nelas funções ecológicas fundamentais e múltiplo valor econômico, cultural, científico e recreativo" (MILARÉ, 2011), p. 1512). As áreas pantanosas possuem grande importância na manutenção dos processos biológicos e suporte a vida, conforme cita (COUTINHO, 2006) (2006, p. 15), atuam como "fígados da paisagem" devido as funções que exercem nos ciclos hidrológicos, com intensa capacidade de controle e retenção de cheias, armazenamento de água e aumento de sua qualidade através de propriedades depurativas. As zonas úmidas apresentam uma série de funções e valores, segundo Davis (1994):
• Melhoria da qualidade da água; • Armazenamento da inundação;
• Dessincronizarão entre tempestade e escoamento superficial; • Ciclo de nutrientes (compostos orgânicos);
• Habitat para vida aquática; • Áreas de recreação passiva; • Educação e pesquisa;
• Estética e valorização paisagística.
Dessa forma, a recuperação de áreas úmidas através da recriação de ecossistemas pantanosos vem ganhando cada vez mais força com os sistemas fitorremediadores, elementos chave na fusão entre tratamento de águas residuais e proteção do meio ambiente. O primeiro wetland construído foi projetado em 1952, pelo Instituto Max Planck, localizado em Pion, na Alemanha e foi construído em 1977, em Othfresen (MASI, 2004). O resultado foi positivo e logo a tecnologia foi implantada nos Estados Unidos, Inglaterra e Canadá.
Entre 1970 e 1980 as pesquisas na área se intensificaram, sendo que no início da década de 90 já haviam em média 500 wetlands construídos de fluxo sub-superficial horizontal na Alemanha, Dinamarca, Áustria e Suíça (EPA, 1993). Em menos de 10 anos foram registradas mais de 5 mil unidades de wetlands construídos em operação na Europa (MASI, 1999). No Brasil, a implementação dessa tecnologia está acontecendo de forma mais lenta, mas vem ganhando força com o sistema de Jardins Filtrantes® oferecidos pela empresa Phytorestore Brasil.
No final da década de 90, as grandes companhias de saneamento, como SABESP e SANEPAR, reconheceram a eficiência do sistema junto à comunidade científica e agências de controle ambiental. Em 1998, a conferência “Wetlands Systems for Water Pollution Control” ocorreu em Águas de São Pedro/SP, confirmando a aceitação do sistema de wetlands construídos no Brasil (SILVA, 2007).
Fonte: Atlas of Global Conservation (University of California Press, 2010). Disponível em:
http://www.bbc.co.uk/news/10096716 Acesso em 21 de agosto, 2015.
Nosso país oferece condições climáticas favoráveis para fitorremediação, uma vez que no clima tropical o conjunto “substrato-microrganismos-plantas” apresentam maior desempenho, assegurando a depuração do meio contaminado, além disso a diversidade de espécies de plantas aumenta o leque de atuação, conforme é possível ver na Figura 12 (SILVESTRE; PEDRO-DE-JESUS, 2002).
Moura (2014) analisou o desempenho dos sistemas de biorretenção na mitigação da poluição difusa ocasionada pelas águas de chuva, segundo sua pesquisa, boa parte da poluição que atinge os rios é originada da poluição difusa escoada em eventos chuvosos, incorporada na atmosfera e no solo. O investimento em dispositivos de biorretenção podem reduzir drasticamente a contribuição de impurezas que atingem os corpos hídricos nos trechos urbanos, evitando o fenômeno de eutrofização e consequente morte dos rios.
A avaliação da tecnologia foi feita pelo pesquisador através de um protótipo implementado na Cidade Universitária Armando Salles de Oliveira (CUASO-USP), São Paulo, ilustrado na Figura 13, que ficou em funcionamento entre março 2013 e março 2014. Sua eficiência foi comprovada em sete eventos chuvosos na capital, o piloto "jardim de chuva" apontou redução de 95,49% das cargas poluidoras acumuladas. Foi concluído que a vegetação apresenta papel fundamental na manutenção das capacidades hidráulica e biológica deste tipo de dispositivo, pois o crescimento das raízes evitou a compactação do solo e colmatação dos componentes inertes (material granular), além disso o processo de fitorremediação tem grande
influência na melhoria da qualidade da água pluvial devido a interação simbiôntica entre plantas e microrganismos metabolizadores das substâncias indesejadas (MOURA, 2014).
Figura 13. Canteiros do experimento realizado pelo pesquisador na análise de eficiência do dispositivo de biorretenção. Do lado esquerdo o canteiro G, apenas com grama, do lado direito o canteiro J, com espécies arbustivas/herbácias.
Fonte: Moura, 2014, p.112.
Algumas aplicações da tecnologia estão em funcionamento na cidade de São Paulo, como é o caso do piloto “Oficina Jardim de Chuva UMAPAZ”, Universidade Aberta do Meio Ambiente e Cultura de Paz, localizada no Parque Ibirapuera, sob responsabilidade da Prof.ª Brigitte Baum e implementado com apoio da FLUXOS – Design Ecológico em 2016, conforme Figura 14. O projeto foi concebido com o objetivo de receber, armazenar, depurar e infiltrar o escoamento superficial proveniente de uma área gramada (340m²) e dois telhados adjacentes (180m²). O cálculo da área de contribuição considerou uma área total de 273m², sendo o índice de escoamento adotado de 95% para os telhados e 30% para o gramado. Foi levantado ainda, o índice pluviométrico médio recorrente na capital ⎯ 20,5mm de chuva, com base nos dados do Portal Departamento de Água e Energia Elétrica (DAEE) e a e altura de lâmina d’água, através de teste de percolação in loco, resultando em 20cm (0,2m). O seguinte cálculo resultou na área de construção do Jardim de Chuva:
273 𝑚2× 20,5 𝑚𝑚 = 5,597 𝐿 ≈ 5,6 𝑚3 5,6 𝑚³
0,2 𝑚
A área de 30 m² foi escavada à uma profundidade aproximada de 1m, e preenchida em duas camadas de meio suporte, primeiramente material drenante (h=30cm) e por cima uma mistura de solo (50cm): 50% de areia, 25% solo fértil, 25% de composto orgânico. Diversas espécies de plantas foram utilizadas, dentre elas: Crinum erubenses, Cyperus alternifolius, Canna limbata, Equisetum giganteum, etc.
Figura 14. Oficina Jardim de Chuva, UMAPAZ - Parque Ibirapuera, 2017
Fonte: Acervo pessoal
Outra aplicação da fitorremediação para gestão de águas urbanas, é a melhoria de águas fluviais. Alguns rios urbanos são diariamente poluídos devido ao lançamento de esgotos sem tratamento, resíduos sólidos e demais substâncias carregadas pelas chuvas. O excesso de carga orgânica na água diminui a taxa de oxigênio dissolvido, o que eleva o mau odor e provoca a mortalidade de peixes e demais seres aquáticos. Nesse tipo de intervenção é possível adotar estruturas flutuantes sob o próprio rio ou jardins adjacentes que recebem água desviada; em ambos os casos a manutenção da qualidade da água ocorre através da capacidade
autodepurativa na integração entre plantas, microrganismos e água. Esses projetos devem ser implementados juntamente com a revegetação das margens (mata ciliar), promovendo (1) a estabilização do solo com a trama radicular das plantas e controle da umidade, (2) a função de barragem ou um filtro no controle do escoamento superficial e (3) a resistência no carregamento de sedimentos para o rio.
O Parc du Chemin de I'lle, em Nanterre, na França, ilustrado na Figura 15, foi concebido como parte de um projeto para revitalização urbana e despoluição do Rio Sena, em 2006. O parque é um agradável espaço de convívio, onde as pessoas passeiam e fazem piquenique aos finais de semana, mas os seus jardins não são apenas embelezadores da paisagem, são jardins de fitorremediação que recebem parte da água poluída do Rio Sena. Durante a passagem pelos jardins filtrantes, que ocorre por gravidade, a água é progressivamente despoluída e adquire uma qualidade muito melhor, podendo ser utilizada para reuso ou irrigação. Em algumas épocas do ano, quando o índice de poluição aumenta, a água tratada é devolvida para o rio com a finalidade de aumentar a taxa de oxigênio dissolvido, evitando a morte dos peixes.
As águas poluídas apresentam baixa concentração de oxigênio dissolvido pois o mesmo é consumido no processo de decomposição da matéria orgânica. O oxigênio dissolvido é vital para a preservação da vida aquática e, portanto, é um indicador de boa qualidade. Os dispositivos de fitorremediação podem reintroduzir oxigênio no líquido através dos processos naturais que acontecem na rizosfera, pois as raízes das plantas são capazes de injetar oxigênio no líquido em que estão em contato. Caso haja a presença de algas (comum, em alguns casos), a fotossíntese realizada por elas também recupera o oxigênio, porém, é necessário atentar para que não haja um alastramento das mesmas e produzir o efeito contrário.
Figura 15. Parc du Chemin de I'lle, Nanterre – França, 2012
Fonte: Acervo privado cedido por Phytorestore Brasil, 2011
A fitorremediação também vem sendo aplicada em projetos de tratamento primário e secundário de efluentes domésticos e industriais, podendo substituir as convencionais Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), ou atuar como refinamento. Os Jardins Filtrantes®, sistema desenvolvido pela empresa Phytorestore, são pequenos ecossistemas planejados que recriam de forma otimizada as condições ideais para ocorrência de processos naturais depuradores, ao mesmo tempo em que agregam valorização arquitetônica, paisagística e social. Os projetos são desenvolvidos com base em cinco princípios que refletem o compromisso com o desenvolvimento sustentável:
Tratamento. Os resultados são garantidos de acordo com as exigências da legislação e dos órgãos ambientais.
Paisagismo. Valorização da arquitetura e do espaço urbano, transformando-os em áreas de convívio acessíveis ao público.
Biodiversidade. Criação de áreas que estimulam o crescimento da fauna e da flora, enriquecendo o ecossistema local.
Economia. Eficiência econômica que se estende desde a construção com materiais e mão de obra local, passando pela operação de baixo custo e amplia-se até o reuso dos subprodutos.
Gestão. Sustentabilidade operacional devido ao ciclo de manutenção independente de insumos externos.
Localizado no município de Benevides/PA, o ecoparque industrial implementou um sistema de tratamento de efluente sanitário e industrial através de fitorremediação, adotando o modelo de Jardins Filtrantes®. Desde 2014, o sistema trata o esgoto dos 720 funcionários das fábricas, além de parte do efluente industrial, totalizando 120m³/dia. O sistema ocupa uma área de 2.500m² (superfície de tratamento) e o resultado das análises feitas após a saída dos jardins é satisfatório, atendendo ao CONAMA 430/11, conforme Tabela 14.
Tabela 14. Rendimento padrão dos Jardins Filtrantes® para tratamento de efluente doméstico
MES DBO DQO Nitrogênio Fósforo
Saída dos Jardins >95% >85% >85% 50 a 70% 30 a 60%
Lagoa Terminal 95% 85% 90% 90% 50%
Rendimento Global >99% >97% >98% >95% >65%
Fonte: Acervo privado cedido por Phytorestore Brasil, 2012
Os jardins ficam localizados na entrada do ecoparque industrial, agregando valor paisagístico e social à área, inclusive atuando como cartão postal e marketing ecológico, como ilustra a Figura 16.
Figura 16. Jardins Filtrantes® para Tratamento de Efluentes Industriais e Sanitários - Natura Ecoparque Belém