Comparative Nutrient Removal and Biomass Production by Chaetoceros neogracile, Isochrysis galbana, and Tetraselmis chuii in Saline Aquaculture Wastewater

O oceano é um sistema vasto e vivo, mas as águas que circundam as fazendas de peixes contam uma história diferente. Quando os peixes são criados em grandes quantidades, a água em que vivem torna-se uma sopa de resíduos: restos de comida não consumida, fezes de peixes e produtos químicos dissolvidos, como nitrogênio e fósforo. Se essa água for devolvida ao oceano sem tratamento, pode desencadear uma reação em cadeia que esgota o oxigênio e prejudica a vida marinha, um processo conhecido como eutrofização. Durante décadas, cientistas buscaram formas de limpar essa água naturalmente. Uma abordagem promissora envolve o uso de plantas microscópicas chamadas microalgas. Esses organismos minúsculos atuam como aspiradores de pó subaquáticos, absorvendo o excesso de nutrientes para impulsionar seu próprio crescimento. O desafio, no entanto, é encontrar o tipo certo de alga que possa sobreviver às condições salinas e variáveis da água das fazendas de peixes, enquanto cresce rápido o suficiente para ser útil.

Em um estudo recente, pesquisadores buscaram resolver esse enigma testando três tipos diferentes de microalgas marinhas contra águas residuais reais de uma fazenda de peixes. A equipe, liderada por Aisha Khan, da Universidade de Karachi, queria ver qual espécie produzia a maior biomassa — essencialmente, a maior quantidade de material vegetal — e qual removia a maior quantidade de poluição. Eles testaram três linhagens específicas: Chaetoceros neogracile, um tipo de diatomácea que requer sílica para construir sua carapaça; Isochrysis galbana, uma pequena alga arredondada frequentemente usada como alimento para larvas marinhas; e Tetraselmis chuii, uma alga maior e achatada que é relativamente fácil de colher. Para garantir que os resultados fossem confiáveis, os pesquisadores não apenas despejaram as algas em resíduos brutos e não diluídos. Em vez disso, criaram uma série de misturas, diluindo as águas residuais com água do mar limpa para criar quatro intensidades diferentes: 25%, 50%, 75% e 100% de água residual. Eles também incluíram um grupo de controle onde as algas cresceram em alimento padrão de laboratório para ver como o resíduo se comparava às condições ideais, e outro grupo apenas com água residual e sem algas para medir as mudanças naturais.

O experimento durou duas semanas em vasos de vidro, com a água mantida em uma temperatura constante e exposta a um ciclo consistente de luz e escuridão. Os pesquisadores verificavam a água a cada poucos dias, contando o número de células de algas e medindo quanto nitrogênio, fósforo e matéria orgânica haviam desaparecido da água. Eles também pesaram as algas secas ao final para calcular exatamente quanta nova matéria vegetal havia sido produzida. Os resultados revelaram uma clara troca: as algas que cresceram mais rápido não eram necessariamente as que limpavam melhor a água.

A Tetraselmis chuii provou ser a campeã de crescimento. Quando colocada em água com metade de água residual e metade de água do mar limpa, esta espécie produziu a maior quantidade de biomassa, atingindo um peso final de 0,870 gramas por litro. Ela cresceu de forma constante e eficiente, transformando os nutrientes da água em novas células mais rápido do que as outras duas espécies nessa mistura específica. No entanto, quando o objetivo era puramente limpar a água, uma espécie diferente assumiu a liderança. A Isochrysis galbana, quando cultivada em água com 75% de água residual, removeu a maior porcentagem de poluentes. Ela eliminou 92% do amônio, 76% do nitrato e 87% do fosfato. Também reduziu a demanda química de oxigênio — uma medida de poluição orgânica — em 63%. Isso significa que, embora a Tetraselmis chuii fosse melhor em produzir alimento vegetal, a Isochrysis galbana era melhor em limpar a água.

O estudo também destacou que a concentração das águas residuais importava significamente. Na água residual mais forte, não diluída, as algas tiveram mais dificuldade, crescendo mais devagar e removendo menos nutrientes em comparação com as misturas diluídas. Isso sugere que os altos níveis de amônia e outros produtos químicos no resíduo bruto podem estressar as algas, limitando sua capacidade de realizar seu trabalho. Curiosamente, os pesquisadores descobriram que o melhor desempenho para uma tarefa não significava ser o melhor para a outra. A espécie que produziu a maior biomassa não removeu mais nutrientes, e vice-versa. Essa descoberta é crucial porque significa que uma fazenda de peixes não pode simplesmente escolher uma "super alga" e esperar que ela faça tudo perfeitamente. A escolha de qual alga usar depende inteiramente do objetivo da fazenda: se a prioridade é colher a alga para ração ou combustível, a Tetraselmis chuii em uma mistura de 50% é a melhor escolha. Se a prioridade é limpar a água antes de liberá-la, a Isochrysis galbana em uma mistura de 75% é a opção superior.

Apesar desses resultados promissores, os pesquisadores fazem questão de notar que este foi um experimento controlado de laboratório. O estudo foi conduzido em pequenos vasos de vidro durante um curto período, o que é muito diferente dos sistemas complexos de ar livre usados na piscicultura real. A equipe afirma explicitamente que essas descobertas ainda não estão prontas para uso comercial imediato. Antes que qualquer uma dessas linhagens de algas possa ser usada para tratar águas residuais em grande escala, mais testes são necessários. Trabalhos futuros devem validar esses resultados em sistemas de escala piloto que funcionem continuamente, testar como as algas se comportam em diferentes estações do ano e garantir que as algas colhidas estejam livres de contaminantes como metais pesados ou patógenos. Por enquanto, o estudo fornece um mapa claro do potencial e das limitações, mostrando que, embora as microalgas ofereçam uma ferramenta poderosa para limpar nossos oceanos, a ferramenta certa depende do trabalho específico a ser realizado.