O que são cianobactérias?

O que são cianobactérias? Um guia prático para gerentes de reservatórios

Para concessionárias municipais de água, gestores municipais e operadores de reservatórios

A proliferação de cianobactérias se tornou um dos desafios mais persistentes e caros enfrentados pelas concessionárias de água potável nos Estados Unidos. À medida que as temperaturas aumentam, os ciclos de seca se intensificam e as entradas de nutrientes aumentam, mais reservatórios estão passando por períodos de rápido crescimento de cianobactérias e níveis elevados de toxinas. Para gestores municipais e equipes de operações de água, entender o que são as cianobactérias, por que elas florescem e como elas afetam o tratamento é o primeiro passo para a prevenção e o controle a longo prazo.

Este guia detalha as cianobactérias do ponto de vista da utilidade: biologia, comportamento, riscos e o que os operadores precisam monitorar.

O que exatamente são cianobactérias?

As cianobactérias, geralmente chamadas de “algas verde-azuladas”, são bactérias fotossintéticas encontradas em quase todos os sistemas de água doce. Apesar do nome, elas não são algas — são bactérias gram-negativas com a capacidade de realizar fotossíntese.

Eles prosperam em:

• Água quente e estagnada
• Ambientes com alto teor de nutrientes (especialmente fósforo e nitrogênio)
• Reservatórios estratificados com circulação limitada
• Enseadas rasas e enseadas protegidas do vento

As principais espécies relevantes para os reservatórios de água potável dos EUA incluem:

• Microcystis aeruginosa
• Dolichospermum (Anabaena)
• Planktothrix (Oscillatoria)
• Afanizômeno
• Cilindrospermopsis (Raphidiopsis)

Esses grupos são responsáveis pela maioria dos fechamentos de lagos, recomendações do HAB e reclamações de sabor/odor.

Por que eles se multiplicam tão rapidamente

As cianobactérias são adaptativas, resilientes e oportunistas. Freqüentemente, elas superam outras algas por causa de três vantagens biológicas:

1. Controle de flutuabilidade

As vesículas de gás permitem que as cianobactérias flutuem ou afundem dependendo da disponibilidade de luz. É por isso que as escórias superficiais se formam durante o dia.

2. Fixação de nitrogênio

Alguns gêneros (Dolichospermum, Afanizômeno) podem extrair nitrogênio da atmosfera, o que lhes dá uma vantagem em condições de baixo teor de nitrogênio.

3. Eficiência com pouca luz

Eles podem continuar a fotossíntese com pouca luz do que muitas algas verdes.

Quando a água se aquece acima de ~ 72° F (22° C) e os nutrientes estão disponíveis, as populações podem dobrar rapidamente.

Por que as cianobactérias são importantes para as concessionárias de água

Os HABs criam sérios encargos operacionais, financeiros e regulatórios para os sistemas de água potável.

1. Cianotoxinas

Muitas cianobactérias produzem toxinas prejudiciais ao fígado, sistema nervoso e pele:

• Microcistina (hepatotoxina; mais comum nos EUA)
• Anatoxina-A (neurotoxina; ação rápida)
• Cilindrospermopsina (hepatotoxina; mais difícil de remover)

Mesmo flores não tóxicas podem se tornar tóxicas quando estressadas.

2. Compostos de sabor e odor

Os principais culpados são:

• Geosmina
• MIB (2-metilisoborneol)

Esses compostos geram reclamações de clientes e aumentam o uso de carbono.

3. Desafios do tratamento

Os operadores geralmente encontram:

• Entupimento mais rápido do filtro
• Aumento da demanda de coagulantes
• Maior produção de lodo
• Aumento da turbidez e do DOC
• Demanda elevada de desinfetantes

Os tratamentos químicos podem causar lise celular repentina, liberando toxinas na coluna d'água.

4. Encargos regulatórios e de comunicação pública

Os eventos HAB geralmente desencadeiam:

• Aumento da amostragem
• Avisos públicos
• Envolvimento do departamento estadual de saúde
• Mais relatórios e documentação

Isso aumenta a carga administrativa e o risco de reputação.

O que causa o florescimento de cianobactérias?

Vários fatores de interação criam condições ideais de floração.

Carregamento de nutrientes

O fósforo é normalmente o nutriente limitante em sistemas de água doce. Principais fontes:

• Escoamento agrícola
• Fertilizantes para irrigação e gramado
• Surtos de águas pluviais
• Carregamento interno de sedimentos anóxicos
• Sistemas sépticos com falha

Mesmo pequenos aumentos de nutrientes podem desencadear grandes florações.

Temperaturas quentes

A mudança climática intensifica os HABs:

• Divisão celular mais rápida
• Temporadas de floração mais longas
• Temperaturas noturnas quentes reduzem a mistura térmica

Estratificação

Água estável em camadas permite que cianobactérias flutuantes dominem a zona fótica.

Clima calmo

As baixas velocidades do vento promovem o acúmulo na superfície.

Tempo de retenção hidráulica

Reservatórios lentos e de baixa rotatividade acumulam biomassa mais rapidamente.

Como os gerentes de reservatórios podem identificar HABs em estágio inicial

A detecção precoce evita a interrupção do tratamento e reduz os custos.

Indicadores visuais

• Listras verdes
• Espumas de superfície
• Acumulações semelhantes a espuma
• Aparência de “sopa de ervilha”

Instrumentação

As concessionárias modernas contam com:

• Fluorômetros (sensores de ficocianina)
• Imagem hiperespectral ou multiespectral
• Perfis de sonda (OD, temperatura, clorofila-a)
• Monitores de toxinas online

Amostragem

Um plano prático de monitoramento inclui:

• Contagem de células
• Ensaios de toxinas
• Níveis de nutrientes
• Profundidade Secchi
• Perfis verticais de temperatura

O monitoramento de rotina reduz o risco de colapso repentino das flores.

A economia das cianobactérias para serviços públicos

Os Blooms aumentam os custos operacionais por meio de:

• Maior uso de produtos químicos
• Maiores demandas de mão de obra
• Retrolavagem mais frequente do filtro
• Aumento do desgaste do equipamento
• Gerenciamento de resposta a emergências

A prevenção é consistentemente mais econômica do que o tratamento reativo.

Abordagens de gerenciamento de longo

A maioria das concessionárias combina estratégias em bacias hidrográficas e em reservatórios.

Gestão de bacias hidrográficas

• Reduzir as entradas de fósforo
• Aumentar os amortecedores vegetativos
• Modernize sistemas de águas pluviais
• Melhore as práticas agrícolas

Ferramentas no reservatório

• Aeração e mistura
• Ultrassom (controle sem produtos químicos)
• Abordagens biológicas
• Dragagem direcionada

Cada reservatório precisa de um plano de gerenciamento adaptado à profundidade, circulação, carga de nutrientes e clima.

Conclusão para gerentes de água

As cianobactérias são organismos resilientes e de rápido crescimento que prosperam em água quente, rica em nutrientes e de movimento lento. O desafio das concessionárias não é apenas eliminar as florações, mas evitá-las, melhorar o monitoramento e minimizar as interrupções no tratamento causadas pela liberação de toxinas.

Compreender a biologia das cianobactérias é a base do gerenciamento eficaz dos HABs. Artigos futuros explorarão por que as florações estão aumentando em todo o país e o que as concessionárias podem fazer para reduzir seus impactos operacionais.

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