Limnologia/Ecologia/Nutrientes/Nitrogênio
O Nitrogênio (N) é um dos elementos mais importantes no metabolismo de ecossistemas aquáticos, graças à sua participação na formação de proteínas, um dos componentes básicos dos seres vivos. Quando presente em baixas concentrações, pode atuar como fator limitante na produção primária dos lagos e reservatórios.
O Ciclo do Nitrogênio está esquematizado na figura abaixo:
A nitrificação (NH3 --> NO2 --> NO3) prevalece no hipolímnio rico em oxigênio dos lagos e reservatórios Oligotróficos, enquanto que a amonificação (NO3 --> NO2 --> NH3) prevalece com escassez de Oxigênio, ou anoxia, do hipolímnio das águas Eutróficas.
As principais fontes naturais de N são: a chuva, material orgânico e inorgânico de origem externa e a fixação biológica no lago por bactérias e algas cianofíceas.
O Nitrogênio apresenta-se sob várias formas:nitrato(NO3-), nitrito (NO2-), amônia (NH3), íon amônio (NH4+), óxido nitroso (N2O), nitrogênio molecular(N2), nitrogênio orgânico dissolvido (peptídeos, purinas, aminas, aminoácidos, etc.), nitrogênio orgânico particulado (bactérias, fitoplâncton, zooplâncton e detritos), etc.
Dentre essas diferentes formas, o nitrato, juntamente com o íon amônio, são os mais importantes, já que são as principais fontes de alimento para os produtores primários. Somente quando a concentração das formas inorgânicas de N atinge valores muito baixos ou é esgotada, é que as formas orgânicas são aproveitadas pelos organismos aquáticos.
O íon amônio é a forma preferencial de nitrogênio inorgânico para as atividades de bactérias e fungos, estando presente na água como NH4+ e NH4OH, cuja proporção, depende da temperatura e do pH, como mostra a Tabela abaixo:
Relação entre pH, NH4+ e NH4OH
segundo Hutchinson (1957)
NH4+:NH4OH
6 3000:1
7 300:1
8 30:1
9,5 1:1
FONTE:Limnologia Fluvial
Brigante&Espíndola, 2003.
Distribuição Vertical do Nitrogênio
Nos lagos de regiões temperadas, o Nitrogênio amoniacal, nitrato e nitrito estão diretamente relacionados com os processos de produção e decomposição. Em consequência, a sua distribuição vertical na coluna d´água é função desses processos que, por sua vez, são influenciados pelo comportamento térmico da massa d´água. Nos lagos tropicais, parece não existir relação muito forte entre a concentração de N-amoniacal e a produtividade, mas sim com a duração do período da estratificação térmica.
N-AMONIACAL: Na lagoa Carioca - MG, Barbosa (1981) constatou que, durante o período de circulação da massa d´água (julho), sua distribuição é quase homogênea em toda a coluna d´água, como ocorre nos lagos oligotróficos de clima temperado. No entanto, durante o período de estratificação térmica, observam-se baixas concentrações no epilímnio (zona fótica) e altas no hipolímnio, sugerindo o consumo do íon amônio no epilímnio pelo fitoplâncton e altas taxas de amonificação de nitrato no hipolímnio.
NITRATO: Os estudos até agora realizados (na região tropical) não evidenciam um padrão definido. Sua concentração é mais baixa durante o período de estratificação térmica do que durante o período de circulação. Isso porque no epilímnio, que fica isolado das camadas inferiores, o nitrato é assimilado pelo fitoplâncton e no hipolímnio com baixas concentrações de oxigênio, ocorre a sua amonificação.
NITRITO: Em lagos, a sua concentração é baixa, se comparada à de N-amoniacal e Nitrato. Somente em lagos poluídos, a concentração de nitrito pode assumir valores significativos. Nos lagos eutróficos, durante o período de estratificação térmica, ocorre no hipolímnio o aumento da concentração deste íon, em consequência, principalmente, da desnitrificação que ocorre durante o período de anoxia.
O Nitrogênio e o Estado Trófico
Nas regiões de clima temperado, a concentração de compostos nitrogenados tem sido muito importante para a tipologia de lagos. Assim, para os lagos europeus, Vollenweider (1968) sugere a classificação da Tabela abaixo: