O fósforo é um item normalmente encontrado no meio ambiente, possuindo como principal fonte de geração o desgaste de rochas fosfotadas promovido pelo intemperismo, que introduz o íon fosfato no ambiente aquático ou terrestre de tal forma que ele passe a ser incorporado à biomassa, constituindo, portanto, um ciclo biogeoquímico tipicamente sedimentar.
De acordo com Fábio Campos, doutor em Ciências pela Faculdade de Saúde Pública da USP, o fósforo é considerado um macro-nutriente essencial e limitante para o crescimento dos seres vivos. Normalmente aparece em águas naturais devido principalmente às descargas de esgotos sanitários.
Nestes, os detergentes superfosfatados, constituem a principal fonte (15,5% de P₂O₅), além da própria matéria fecal que é rica em proteína. Alguns efluentes industriais, como os provenientes da produção de fertilizantes, pesticidas, abatedouros, laticínios entre outros, apresentam fósforo em quantidades excessivas. Águas drenadas em áreas agrícolas e urbanas também podem provocar a presença excessiva de fósforo em águas naturais por conta do uso de adubos no solo, em decorrência da poluição difusa.
Fábio explica que o fósforo pode se apresentar nas águas naturais sob três formas diferentes: Fosfatos orgânicos – quando o fósforo compõe moléculas orgânicas; Ortofosfatos – quando combinado com cátions, formam sais inorgânicos; e Polifosfatos ou Fosfatos Condensados – polímeros de ortofosfatos. Do ponto de vista do saneamento, as duas primeiras espécies são mais importantes.
"Tal qual o nitrogênio, o fósforo constitui-se em um dos principais nutrientes para os processos de tratamento biológicos, sendo largamente requisitado pelas células. Em processos aeróbios de tratamento, como o caso de lodos ativados, exige-se uma relação de DBO:N:P mínima de 100:5:1, enquanto que para processos anaeróbios, tem-se a exigência da relação DQO:N:P mínima de 350:7:1. Esgotos sanitários no Brasil apresentam, tipicamente, concentração de fósforo total na faixa de 6 a 10 mg/L", ressalta Fábio.

Processo de remoção
Carlos Kurlbaum, diretor técnico e de planejamento do Grupo Bauminas, explica que fósforos são importantes nutrientes, assim como os nitratos e a matéria orgânica, para a flora e vão parar na água devido às atividades antrópicas nas bacias hidrográficas de diversos mananciais, mas a Floração de Cianobactérias que é um gênero de algas capaz de produzir toxinas que podem afetar a saúde humana. Sua remoção pode ser feira através de processos químico ou físicos.
Os processos físicos utilizam membranas para remoção dos íons fosfato. Os processos químicos, geralmente mais utilizados devido à maior viabilidade econômica, se baseiam na reação química do ânion fosfato com cátions trivalentes, como por exemplo o Alumínio.
A associação de polímeros nestes tratamentos garante a precipitação dos sais base Fosfato e melhora a selagem do fundo dos reservatórios, indisponibilizando o Fósforo para o crescimento das algas. "Impedir o crescimento de cianobactérias garantindo o fornecimento de água dentro dos padrões de potabilidade sem gosto e sem odor é a principal importância da remoção desse item", destaca Carlos.  
Fábio destaca e explica ainda os principais processos bioquímicos de remoção de Fósforo.
O sistema Convencional de Lodos Ativados é o mais empregado nos grandes centros urbanos, promovendo a remoção de fósforo devido à produção de lodo, onde cerca de 2,5% da massa do lodo se compõe desse elemento. Tal processo, contudo, não é encarado como uma boa alternativa para remoção de fósforo, salvo quando sofre eventuais modificações em suas unidades e controle operacional.
O sistema Phoredox conjuga dois reatores em série, sendo o primeiro (que recebe o afluente) anaeróbio, e o segundo aeróbio; esse processo visa a remoção exclusiva de fósforo, não ocorrendo remoção de nitrogênio.

O sistema Bardenpho funciona com três reatores, sendo o primeiro um reator aneróbio, o segundo anóxico, e o terceiro aeróbio, havendo a recirculação de lodo do aeróbio para o anaeróbio. É possível ter-se o sistema Bardenpho modificado com 5 reatores. Esse processo tem a vantagem de permitir a remoção conjunta de fósforo e nitrogênio.

O sistema UCT (University of Cape Town) é uma configuração visando à remoção biológica simultânea de nitrogênio e fósforo do esgoto sanitário, onde, com o intuito de evitar a introdução de nitrato na zona anaeróbia trazendo competição indesejada aos organismos acumuladores de fósforo, o lodo aerado é retornado para uma câmara anóxica de desnitrificação antes do reciclo para a câmara anaeróbia.

Fábio ressalta ainda que outra forma usual de se propor a remoção de fósforo é por meio de sua precipitação química, com o coagulante Cloreto Férrico. "Atualmente, o grande desafio do meio acadêmico é encontrar configurações que ofereçam uma vantagem adaptativa aos chamados Organismos Acumuladores de Fósforo (polyphosphate-accumulating organisms - PAO)", completa.
Esses organismos possuem uma fisiologia complexa a qual envolve a formação e consumo de polímeros intracelulares. Em condições anaeróbias, os PAO são capazes de metabolizar fontes de carbono facilmente biodegradáveis, como os ácidos graxos voláteis (AGV), e armazená-los como polímeros intracelulares, como o polihidroxibutirato (PHB).
Na fase aeróbia subsequente, caso o substrato externo esteja ausente, os PAO utilizam o PHB acumulado como fonte de energia para absorver o fosfato do meio e recuperar as reservas de glicogênio para suas atividades metabólicas. Dessa forma, promovem a crescente retirada de fósforo da fase líquida, a qual se consolida através do descarte de biomassa no lodo de excesso.

Prevenção e Resolução CONAMA
Fábio explica que ainda por tratar-se de nutriente, o excesso de fósforo em águas naturais pode conduzir a processos de eutrofização, ou seja, de um crescimento excessivo de algas que irá comprometer drasticamente tanto a vida aquática como os possíveis usos da água pelo ser humano. Sua concentração pode ser empregada para classificar lagos e reservatórios, como destaca na tabela:

Quando se atinge o nível hipereutrófico, além do crescimento desordenado e explosivo de algas, aparecem plantas aquáticas superiores (macrófitas), podendo se constituir em habitat adequado para os caramujos do gênero Planorbídeo, hospedeiros intermediários das larvas cercarias, causadoras da esquistossomose. O doutor da USP destaca algumas medidas de controle da eutrofização e estratégias que podem ser adotadas:
- Medidas preventivas (atuação nas bacias hidrográficas): redução das fontes externas de aporte de fósforo, como, por exemplo, coleta e tratamento de esgoto ao nível terciário com remoção de nutrientes, controle da drenagem pluvial, controle de uso e ocupação do solo na bacia;
- Medidas nos corretivas (atuação lagos ou represamentos): processos mecânicos = aeração, remoção de sedimentos, retirada de algas e macrófitas; processos químicos = precipitação de nutrientes, uso de algicidas; processos biológicos = biomanipulação, uso de cianófagos, uso de peixes herbicidas.
Dessa forma, o fósforo constitui-se em importante parâmetro de classificação das águas naturais, além de fator limitante no desenvolvimento de processos de tratamento biológicos. De acordo com Fábio, a Resolução CONAMA 357 estabelece limites diferentes para a concentração de fósforo total em águas naturais, em função da forma e uso às quais serão destinadas, assim, por exemplo, para águas doces Classe 1, o limite é de 0,02 mgP/L; contudo, deve-se destacar que o Decreto Estadual 8468/1976 não estabelece padrões para o lançamento de fósforo nos corpos d’água em São Paulo.
"No que tange a ação do saneamento no tratamento de esgoto visando à remoção desse componente, no geral, todas as estações de tratamento de esgoto atuantes no Brasil foram projetadas para atingir apenas o nível secundário (remoção de matéria orgânica), logo, o país vive uma reformulação de boa parte de seus instrumentos de tratabilidade de esgoto com o intuito de incorporar o nível terciário e assim, promover a remoção de nutrientes", destaca.

Contatos:
Bauminas: www.bauminas.com.br
Fábio Campos: USP - Universidade de São Paulo