Effects of eutrophication and Typha domingensis Pers on methanogenesis in tropical constructed wetland

Abstract

<jats:p>AIM: Constructed wetlands (CWs) have shown to be an efficient way for removing nutrients from wastewaters. However, a negative effect is the emission of greenhouse gases (GHGs). Methane (CH4) is a GHG released from the organic matter degradation under anaerobic conditions by methanogenic bacteria. In CWs, the excessive nutrient inputs may stimulate both primary production and methanogenesis and then affect the overall cost-benefit balance of this system. Here, we assessed the role of cattail stands (Typha domingensis Pers) on CH4 concentrations in eutrophic and mesotrophic constructed wetlands. METHODS: CWs were filled with water and sediment colonized by the aquatic macrophyte Typha domingensis Pers from two tropical freshwater lakes, one mesotrophic and another eutrophic. RESULTS: Our results showed consistently higher CH4 concentrations in waters and sediment in the eutrophic CWs than in the mesotrophic CWs (two times), indicating a positive influence of eutrophication on methanogenesis. CONCLUSION: In conclusion, CH4 emissions from tropical CWs demand to be considered or even mitigated in any use of this system.</jats:p>

Emergent Macrophytes Alter the Sediment Composition in a Small, Shallow Subtropical Lake: Implications for Methane Emission

“…In addition, methane production also can be linked to labile carbon via root exudates [36] [37], which can increase the consumption of oxygen and production of substrates for methanogenesis. These results corroborate those of other studies that also revealed high methane concentrations in sediment colonized by emergent macrophytes [34] [38]- [40]. However, the presence of emergent macrophytes can also inhibit methanogenesis via the oxidation of sediment.…”

Magnitude and variability of methane production and concentration in tropical coastal lagoons sediments

“…However, the greatest PMP rate of a freshwater lagoon (Cabiúnas) in our study was only 3.36 nmol g -1 day -1 . In an earlier study in our study and others (Chan et al, 2002;Bastviken et al, 2010;Neves et al, 2011). Almost all of the lagoons showed much higher sediment CH 4 concentrations in the littoral region than in the limnetic region.…”

Monitoramento e manejo de macrófitas aquáticas em reservatórios tropicais brasileiros

“…Assim, para compreender o papel das macrófitas aquáticas para dado reservatório são importantes estudos de avaliação da variação de biomassa (BIUDES; CAMARGO, 2006;POMPÊO et al, 2001;BOTTINO et al, 2013;TRINDADE et al, 2011;GONÇALVES et al, 2011), composição química (HENRY-SILVA;CAMARGO, 2006a;BARBIERI;ESTEVES, 1991;HENRY-SILVA et al, 2001;HENRY, 2010;; produtividade primária (PIEDADE et al, 1991;PENHA et al, 1999;SANTOS;, área de colonização (POMPÊO; MOSCHINI-CARLOS, 1995BATISTA et al, 2013), crescimento (HENARES;CAMARGO, 2014;POMPÊO et al, 1999a), decomposição (SANTINO;BIANCHINI Jr, 2015;FONSECA et al, 2013;SILVA et al, 2011), mas não se pode esquecer estudos mais abrangentes, por exemplo, sobre o meio físico (VALE et al, 2014;ALBERTONI et al, 2014;ALVES DA SILVA et al, 2014;DINIZ et al, 2005;PEREIRA et al, 2012) ou mesmo de cunho mais fisiológico com as macrófitas aquáticas (BIZZO et al, 2014;GRIPP et al, 2013;SUZUKI, 2013;CREMA et al, 2011;GOMES et al, 2011), ou mesmo de outras abordagens não tão regulares, principalmente nos estudos ocorridos no Brasil (BINI et al, 2005;FERNANDES et al, 2013;PINTO et al, 2013;CARNIATTO et al, 2012;TRAVAINI-LIMA;NEVES et al, 2011).…”

“…Devido à importância desse elemento para o metabolismo dos ecossistemas e como fator explicativo do processo de eutrofização e da biomassa de clorofila a presente, por exemplo, poderá não haver interesse em removê-lo da planilha de trabalho apenas por ter alguns poucos dados com valores abaixo do LD. Para que isso não ocorra, como critério para validação desses dados e a manutenção das concentrações de FID na planilha de trabalho, para os campos correspondentes às estações de coletas ou as profundidades onde as concentrações do FID não foram possíveis de quantificar, os técnicos poderão avaliar a pertinência de anotar metade do valor do LD, como sugerido por Newman et al (1989), Lewis et al (2007) e Department of Energy & Environment (2012). Alternativa possível é alterar o método de laboratório, com procedimentos analíticos mais sensíveis do que os empregados.…”