83% dos lagos enfrentam declínio de oxigênio e a culpa é das ondas de calor

O impacto do esgotamento de oxigênio nos lagos globais 

Toda a vida complexa depende do oxigênio. Ele é o sistema de suporte para as redes alimentares aquáticas. E quando você começa a perder oxigênio, você tem o potencial de perder espécies.” – Kevin Rose, biólogo de água doce do Rensselaer Polytechnic Institute.

As algas desempenham um papel fundamental na utilização do dióxido de carbono durante a fotossíntese para gerar oxigênio e carboidratos, o que contribui para manter os níveis de dióxido de carbono na atmosfera.

Os lagos estão perdendo oxigênio de 2,75 a 9,3 vezes mais rápido do que os oceanos, um declínio que terá impactos em todo o ecossistema. De acordo com um estudo recente publicado na Science Advances, as ondas de calor de curto prazo e o aquecimento global de longo prazo estão reduzindo as quantidades de oxigênio dissolvido (OD) na superfície dos lagos em todo o mundo. Os lagos globais têm uma taxa média de desoxigenação maior do que a dos rios e mares. A pesquisa mostrou que 83% dos lagos estudados apresentavam desoxigenação contínua. 55% da perda de oxigênio na superfície dos lagos em todo o mundo foi causada pela diminuição da solubilidade provocada pelo aquecimento global. No entanto, 10% da perda de oxigênio na superfície é causada pela eutrofização. A influência das ondas de calor na desoxigenação dos lagos pode piorar no futuro, especialmente na América do Norte e na Europa, à medida que sua frequência e gravidade aumentam.

Aumento das ondas de calor causando evaporação

Os lagos e as águas doces e marinhas estão sofrendo maior evaporação à medida que nossa atmosfera mais quente retém mais água. Isso está acelerando o ciclo da água na Terra, causando mudanças bruscas de condições intensamente secas para condições úmidas e inundantes.

O ar quente carrega mais vapor de água e tem mais energia disponível para converter água líquida em gás, o que leva a uma maior evaporação. A taxa de evaporação da água de lagos, rios e superfícies do solo aumenta com o calor. Pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências, liderados por Yibo Zhan, estudaram como as ondas de calor de curto prazo e as mudanças climáticas de longo prazo estão afetando os níveis de oxigênio em lagos de todo o mundo. Eles usaram dados de modelos de 15.535 lagos para entender as tendências. O estudo constatou que os lagos das regiões tropicais são os que correm maior risco. No futuro, 238 lagos poderão enfrentar sérios problemas de oxigênio em um cenário climático moderado e 279 lagos em um cenário mais extremo. Espera-se que o Lago Vitória, o maior lago da África em área, enfrente baixos níveis de oxigênio a longo prazo.

Ondas de calor globais

Os pesquisadores descobriram episódios de ondas de calor atmosféricas em lagos de todo o mundo entre 2003 e 2023.As ondas de calor em lagos do mundo todo duraram em média 15 dias por ano. Globalmente, 85% dos lagos estudados sofreram um

aumento gradual no número de dias de ondas de calor por ano.

Nos últimos 20 anos, o número de dias de ondas de calor cresceu em todos os seis continentes, sendo que na África houve um aumento de 1,2 dia por ano, na Ásia 0,7 dia por ano, na Europa 0,6 dia por ano, na América do Norte 0,5 dia por ano, na Oceania 1,4 dia por ano e na América do Sul 0,6 dia por ano.

O que causa a redução de oxigênio nos lagos?

As algas produzem toxinas e elas ocorrem quando uma quantidade excessiva de algas cresce nos corpos d’água, levando ao esgotamento do oxigênio. Isso pode ocorrer devido a uma variedade de fatores, mas os motivos mais diretos, de acordo com a EPA, são os seguintes

• Excesso de nutrientes: Nutrientes como nitrogênio e fósforo, geralmente provenientes de escoamento agrícola e descarga de esgoto, podem estimular o crescimento de algas. Esses nutrientes agem como fertilizantes, fazendo com que as espécies de algas se multipliquem rapidamente.
• Mudanças na temperatura e no pH da água: Temperaturas mais quentes da água e níveis de pH alterados podem favorecer o crescimento de algas macroscópicas e microscópicas.
• Falta de circulação da água: Condições de água estagnada podem levar ao acúmulo de algas, pois há menos movimento para dispersá-las.
• Atividades humanas: As práticas agrícolas, o escoamento urbano e as descargas industriais introduzem nutrientes e poluentes em excesso nos corpos d’água.
• Amônia: 
• À medida que a amônia sofre oxidação (nitrificação), o oxigênio é consumido; baixos níveis de oxigênio aumentam os níveis de amônia, impedindo a nitrificação.

Ovelhas vistas a beber água de um corpo de água agrícola 

Quais são alguns dos indicadores comuns de baixo OD na água?

A biologia do ambiente, bem como diferentes fatores ambientais, dependem da condição dos corpos d’água. Alguns sintomas comuns de baixos níveis de oxigênio são os seguintes:

Alta abundância de plantas: Devido à sua forte respiração noturna, as plantas terrestres precisam de muito oxigênio. Grandes quantidades de algas (na coluna d’água ou em substratos sólidos) ou plantas vasculares aquáticas podem indicar baixo OD. A supersaturação de OD pode ocorrer durante o dia, com diminuição do OD à noite. Isso ocorre quando a abundância de plantas, as temperaturas e os níveis de luz são altos e a turbulência é baixa.

Água em movimento lento: O baixo nível de OD resulta de água com movimento muito lento ou imóvel devido à falta de aeração turbulenta. Além disso, a água que se move lentamente tende a se aquecer, o que reduz os níveis de saturação de OD da coluna de água. As correntes lentas também podem dificultar o recebimento de oxigênio pelos organismos.

Presença de resíduos orgânicos: Os restos de qualquer organismo vivo ou extinto são conhecidos como resíduos orgânicos (por exemplo, plantas ou animais mortos, folhas, fezes de animais, esgoto). Como isso se transforma em poluição por nutrientes, consome oxigênio. A presença de tais detritos orgânicos em um corpo d’água ou o descarte desses detritos em um corpo d’água aponta para um baixo nível de oxigênio como possível causa.

Relação entre mortes de peixes e baixos níveis de oxigênio

A diminuição do oxigênio dissolvido perturba gravemente os ecossistemas, criando “zonas mortas” que são muito sufocantes para a vida selvagem e, muitas vezes, causam mortes aquáticas. Essas zonas mortas, que se referem à morte em massa de organismos aquáticos, são chamadas de fenômeno macabro e estão aumentando nos cursos d’água em todo o mundo. Nos últimos anos, enguias na Nova Zelândia, bacalhau Murray na Austrália e várias espécies de peixes e mexilhões na Polônia e na Alemanha serviram como exemplos desse fenômeno macabro.

Centenas de carcaças de pequenos peixes e um grande robalo listrado morto deram à costa no Lago Merritt / 28 de agosto de 2022.

Efeitos sobre os ecossistemas aquáticos

A proliferação de algas nocivas pode causar impactos significativos nos ecossistemas aquáticos, incluindo

• Redução dos níveis de oxigênio: À medida que as algas morrem e se decompõem, elas consomem oxigênio. Isso leva a condições de hipóxia que podem causar a morte de peixes e outros animais aquáticos.
• Produção de toxinas: algumas espécies de algas produzem toxinas que podem prejudicar a vida aquática e até mesmo os seres humanos. Essas toxinas podem se acumular na cadeia alimentar, afetando uma ampla gama de organismos.
• Interrupção da cadeia alimentar: A proliferação de algas pode competir com outras plantas e animais aquáticos por recursos. Isso interrompe o equilíbrio natural do ecossistema.
• Diminuição da qualidade da água: A presença de algas nocivas pode degradar a qualidade da água. Isso a torna insegura para o consumo humano e para atividades recreativas.

Além dos impactos ecológicos, as HABs também podem ter consequências econômicas significativas, como

• Perda de receita: Os setores de pesca e turismo podem ser prejudicados devido ao declínio da qualidade da água e à morte da vida aquática.
• Aumento dos custos: Os custos de tratamento e gerenciamento da água podem aumentar à medida que são feitos esforços para controlar e mitigar os efeitos da proliferação de algas.
• Danos aos habitats: A saúde de longo prazo dos habitats aquáticos pode ser comprometida, afetando a biodiversidade e os serviços ecossistêmicos.

Como as tendências futuras da água podem ajudar?

Tornou-se necessário monitorar a poluição por nutrientes e os parâmetros nos corpos d’água para evitar o crescimento excessivo de nutrientes. O benefício de compreender esses padrões é crucial para a intervenção e o gerenciamento oportunos.

• Inteligência artificial na gestão de recursos hídricos: A inteligência artificial (IA) está revolucionando o setor de gerenciamento de água. Ao permitir que os serviços públicos tomem decisões baseadas em dados e otimizem suas operações. Os sistemas alimentados por IA podem analisar vastos conjuntos de dados para prever a demanda de água, detectar vazamentos e identificar ineficiências. Por exemplo, sensores com tecnologia de IA podem monitorar alterações na qualidade da água e alertar as concessionárias sobre possíveis problemas. Isso pode resolver o problema antes que ele se agrave. Além disso, a IA pode ajudar a otimizar os processos de tratamento, reduzindo o consumo de energia e os custos operacionais. Ao aproveitar o poder da IA, as concessionárias podem melhorar sua capacidade de fornecer um suprimento consistente de água potável segura, beneficiando, em última análise, o meio ambiente e as comunidades que atendem.
• Insights preditivos para evitar o colapso do ecossistema: Ao analisar dados contínuos de lagos, nosso sistema usa algoritmos inteligentes para detectar padrões e prever futuros surtos de proliferação de algas. Isso permite que os gestores de recursos hídricos compreendam melhor o impacto do aumento das temperaturas, das ondas de calor e da sobrecarga de nutrientes. Esses fatores são identificados como os principais fatores de esgotamento de oxigênio em estudos globais. Portanto, a integração do monitoramento da qualidade da água em tempo real é muito importante, pois permite detectar e responder à necessidade de água de forma eficiente.
• Visar a eutrofização em sua fonte: Com 10% da perda de oxigênio na superfície dos lagos ligada à eutrofização, nossa tecnologia de monitoramento ajuda a identificar os pontos críticos de nutrientes e avaliar seu impacto. Isso apoia ações direcionadas para reduzir a carga de nutrientes de fontes como agricultura e águas residuais, protegendo o equilíbrio ecológico do lago.

Conclusão  

A proliferação de algas nocivas é uma ameaça significativa aos ecossistemas aquáticos e à saúde humana. É importante entender as causas e os efeitos do esgotamento de oxigênio. É necessária a implementação de estratégias eficazes para monitorar e gerenciar essas florações. É essencial adotar uma abordagem proativa para lidar com esse problema. É importante reduzir o excesso de nutrientes, monitorar a qualidade da água e implementar medidas de controle antes que ocorra o esgotamento do oxigênio.