Avaliação das características de lodo de esgoto doméstico

III SIMPÓSIO INTERNACIONAL SOBRE GERENCIAMENTO DE
RESÍDUOS AGROPECUÁRIOS E AGROINDUSTRIAIS
12 A 14 DE MARÇO DE 2013 – SÃO PEDRO - SP
Avaliação das características de lodo de esgoto
doméstico para a produção de fertilizante orgânico
1*
1
1
Tania Leme de Almeida ; Jessika Melo ; Jessica Trench ; José Marcos Garrido Beraldo
1
2
Centro Estadual de Educação Tecnológica "Paula Souza" - Faculdade de Tecnologia de Jahu.
[email protected]
2
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo - Câmpus avançado de
Matão
*
RESUMO: A aplicação de lodo de esgoto em cultivos pode proporcionar diversos
benefícios, como o aumento na disponibilidade de nutrientes essenciais para o
crescimento das plantas, além de representar uma alternativa para a sua disposição final.
Entretanto, há que ser considerado o impacto ambiental de alguns desses elementos,
como Ba, Ar, Cd, Pb,Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Se e Zn entre outros, sobre o solo, biota e
águas, superficiais e subterrâneas. A ETE de Jaú recebe efluentes domésticos e
industriais, motivo pelo qual os metais pesados são encontrados nos lodos em teores
muitas vezes acima dos permitidos pela legislação federal (CONAMA, 2006). Neste
contexto, o presente estudo buscou avaliar as caracterisiticas do lodo da estação de
tratamento de esgoto doméstico com fins de uso como substrato para a produção de
mudas florestais, após ser submetido ao processo de compostagem e
vermicompostagem. Sendo que os resultados preliminares mostram que o lodo de esgoto
tem a presença de elementos tóxicos que precisam ser retirados mas que demais
características evidenciam que este composto apresenta potencial para seu uso na
compostagem e posterior vermicompostagem para que possa ser utilizado em fertilização
na produção agrícola.
PALAVRAS-CHAVE: Resíduos orgânicos, Compostagem, Vermicompostagem.
EVALUATION OF CHARACTERISTICS OF SEWAGE SLUDGE TO PRODUCE
AN ORGANIC FERTILIZER
The application of sewage sludge on crops can provide many benefits, such as increased
availability of nutrients essential for plant growth, and represents an alternative to its final
disposal. However, it should be considered the environmental impact of some of these
elements such as Ba, Ar, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Se and Zn among others, on the
ground, biota and water, surface and ground . The Wastewater Treatment Plants
collection from Jaú receives domestic and industrial effluents, which is why heavy metals
are found in sludge at levels many times above the level permitted by federal legislation
(CONAMA, 2006). In this context, the present study sought to evaluate features sludge
treatment plant for sewage purposes of use as a substrate for the production of forest
seedlings, after being subjected to the process of composting and vermicomposting.
Since preliminary results show that the sewage sludge has the presence of toxic elements
that need to be removed but that other characteristics show that this compound has
potential for use in composting and vermicomposting later so it can be used in fertilizer in
agricultural production.
Keywords: Organic Waste, Composting, Vermicomposting.
INTRODUÇÃO
As águas servidas são produzidas em maior volume onde existem altas densidades
demográficas e industriais se constituem o principal agente poluidor de rios e solos.
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Assim, o seu tratamento é uma medida importante para diminuir a poluição dos recursos
naturais. Deste tratamento ocorre a produção de um resíduo sólido, denominado lodo de
esgoto (LE) (SILVA et al., 1997). Dessa maneira, um novo problema ambiental é gerado,
a disposição do LE, que no Brasil geralmente é o aterro sanitário, o que apresenta altos
custos de manutenção (PIRES, 2006). A aplicação do LE na agricultura é uma das
alternativas para resolver o problema do destino final desse resíduo, uma vez que ele é
constituído em grande parte por nutrientes exigidos pelas plantas (OLIVEIRA e
MATTIAZZO, 2001). Dessa forma o LE gerado durante o tratamento de efluente
doméstico apresenta potencial para uso agrícola, pois tem características que faz com
que seja considerado um material viável para a fertilização na agricultura. Porém ele
pode conter coliformes, helmintos, vetores podendo possuir um odor desagradável o que
inviabiliza seu uso.
Muitas vezes o LE contém influencia de efluentes industriais, o que o enriquece de
substâncias tóxicas, como por exemplo os mateis pesados e outros elementos tóxicos
extremamente prejudiciais a saúde da população e ao meio ambiente. Estes elementos
podem ser transferidos para o solo e posteriormente para a planta, entrando na cadeia
alimentar, apresentando-se como fator limitante no uso deste material na área agrícola.
Desta forma a CONAMA 375 (2006) apresenta requisitos mínimos de qualidade do LE ou
produto derivado destinado a agricultura, sendo que devem respeitar os limites máximos
de concentração de substâncias inorgânicas dentre elas, Bário, Arsênio, Cádmio,
Chumbo, Cobre, Cromio, Mercúrio, Molibdênio, Níquel, Selênio, Zinco. E, os lotes de LE
para uso agrícola que não se enquadrarem nos limites e critérios definidos nesta
resolução deverão receber outra forma de destinação final adequada e licenciada pelo
órgão ambiental. Mostrando a necessidade de tratamento deste composto para que seja
possível a minimização de seus danos ambientais, seja na destinação final ou em seu
uso em solos agrícola.
Neste contexto a vermicompostagem pode representar uma tecnologia que
minimizará a presença das substâncias inorgânicas presentes no LE. Como mostra
estudo de Schirmer (2010) o qual usou como substrato para a produção de mudas de
Pinus Elliottii Engelm, o qual permitiu através de seu estudo observar que o
vermicomposto melhora as condições físicas do substrato aumentando a qualidade das
mudas e viabilizando o uso deste material. Em outro estudo, Corrêa (2007) sobre a
produção de biossólido agrícola por meio da compostagem e vermicomostagem
evidencia um resultado positivo em relação à essas técnicas, que mostra que no decorrer
de seu processamento houve a redução necessária da umidade e dos contaminantes
inorgânicos, podendo ser posteriormente ser usado como fertilizante e condicionante em
solos agrícolas.
O objetivo deste estudo foi avaliar as condições de ser utilizado o LE para a
produção de fertilizante orgânico por meio da integração de compostagem e
vermicompostagem, com e sem esterco bovino nesses processos. O estudo encontra-se
me avaliação, onde está sendo realizada a termoestabilização dos resíduos e analisando
a possibilidade de estabelecer-se condições propícias para a introdução das minhocas.
Foi feita a avaliação das características do LE e análise do potencial de uso deste
composto da vermicompostagem, trazendo benéficios de fertilização de substratos para
produção de mudas florestais.
MATERIAL E MÉTODOS
O estudo foi desenvolvido com parceria da Prefeitura Municipal e Secretária do
Meio Ambiente juntamente com a Faculdade de Tecnologia de Jaú. O experimento está
localizado no Horto Municipal de Jaú / SP. Obteve-se lodo de esgoto da Estação de
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Tratamento e Esgoto Doméstico de Jahu, SANEJ- Saneamento de Jaú. O LE foi
amostrado durante a montagem do experimento e, enviadas para análise quanto aos
parâmetros químicos como pH, Umidade, Carbono orgânico, Nitrogênio Kjeldahl,
Amôniacal, Nitrato, Nitrito, Ba, Ar, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Se e Zn. Desta forma
avaliar o potencial de uso deste composto orgânico para ser utilizado na
vermicompostagem. Foram montadas três leiras de compostagem. Em que estas são
constituídas de: leira 1: 100% de LE; leira 2: 75% de LE e 25% de esterco bovino; leira
3: 50% de LE e 50% de esterco bovino. Essa distribuição de composição das leiras de
compostagem faz parte de um trabalho de conclusão de curso, o qual encontra-se em
andamento. Assim, os resultados mostrados posteriormente faz parte de avaliações
preliminares deste estudo.
Estão sendo medidas as temperaturas das leiras de compostagem semanalmente
para acompanhamento da termoestabilização e, também as leiras dos compostos
orgânicos estão sendo revolvidas para permitir a aeração do composto e favorecer a sua
decomposição.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nota-se através da Tabela 1, que o LE estudo tem a presença de elementos
químicos tóxicos dentro do limite estabelecido pela norma estadual (CETESB,1999) e
federal (CONAMA 375, 2006) e internacional (EPA,1993).
Comparando os teores estabelecidos pelas legislações brasileira, nota-se que a
federal é bem mais restritiva que a estadual. E, quando compara-se a legislação
brasileira com dos Estados Unidos verifica-se que os nossos limites são mais restritivos
somente para o cromo, igualando-se, para os demais elementos. Para o chumbo o limite
estabelecido pela norma brasileira é um dos mais restritivos.
Desta forma, o LE apresenta potencial para ser utilizado no processo de
compostagem, havendo necessidade de prepara-lo para o início do processo. E, a
presença de elementos químicos tóxicos, apesar de se enquadrarem dentro do limite
estabelecido pelos órgãos ambientais, poderão ser retirados através do processo de
vermicompostagem, o qual representa um processo de biorremediação.
E, sendo indicado para essa condição conforme observado por Cotta ( 2007)onde
mostra em seu estudo que a biorremediação é um método de tratamento de baixo custo
para a descontaminação e a utilização de microrganismos ou minhocas para degradar
poluentes ambientais, apresenta-se como uma alternativa para remover xenobióticos do
ambiente, especialmente os compostos orgânicos tóxicos. Ela só pode ser utilizada em
locais onde os contaminantes estejam biodisponíveis (MELO et. al., 1997).
As características apresentadas pelo LE mostram uma possibilidade de bom
desenvolvimento das atividades das minhocas durante o processo da
vermicompostagem. Pois as minhocas indicadas para o processo de vermicompostagem
é a Eisenia foetida, espécie apontada como indicadora para testes de toxicidade de
poluentes industriais pela Environmental Protection Agency (EPA, 1996). A sua
habilidade em promover a concentração de metais como Cd, Cu, Pb, Zn e Ca nos seus
tecidos também foi avaliada por Morgan e Morgan (1999) e Shahmansouri et al. (2005).
Os autores relatam que diferentes espécies de minhocas apresentam sensibilidades
diferentes com relação ao efeito tóxico dos metais. Baseado em sua importância
ecológica e resistência à toxicidade, as minhocas podem ser consideradas como uma
importante fonte de informação para a avaliação de risco de contaminação ambiental
(LUKKARI et al., 2004; GUPTA et al., 2005).
Os resultados das analises preliminares do LE, mostram que há possibilidades de
melhorar as características químicas físicas e biológicas deste, e também possibilitando
que a concentração dos elementos químicos tóxicos seja minimizado de forma que este
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LE seja aproveitado em solos agrícolas e, ou até mesmo como substrato para produção
de mudas florestais.
CONCLUSÃO
O resultados de análise de característica do LE mostra que este material apresenta
potencial para seu uso na compostagem e posterior vermicompostagem para que possa
ser utilizado em fertilização na produção agrícola e de mudas florestais.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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2006,32p.
CETESB - COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Aplicação de lodos de sistemas de
tratamento biológico em áreas agrícolas: critérios para projeto e operação. São Paulo: CETESB, 1999. 35p. (Manual
Técnico - Norma P4.230).
CORRÊA, R. S, ET AL, Produção de biossólido agrícola por meio da compostagem e vermicompostagem de lodo de
esgoto,Campina Grande, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental v.11, n.4, p.420–426, 2007.
GUPTA, S. K.; TEWARI, A.; SRIVASTAVA, R.; MURTHY, R. C.; CHANDRA, S. Potential of Eisenia foetida for
sustainable and efficient vermicomposting of fly ash. Water, Air, & Soil Pollution, v. 163, p. 293-302, 2005.
LUKKARI, T.; TAAVISAINEN, M.; VAISANEN, A.; HAIMI, J. Effects of heavy metals on earthworms along contamination
gradients in organic rich soils. Ecotoxicology and Environmental Safety, v. 59, p. 340-348, 2004.
MORGAN J. E.; MORGAN A. J. The accumulation of metals (Cd, Cu, Pb, Zn and Ca) by two ecologically contrasting
earthworms species. Applied Soil Ecology, v. 13, p. 9-20, 1999.
OLIVEIRA, F.C.; MATTIAZZO, M.E. Metais pesados em latossolo tratado com lodo de esgoto e em plantas de cana-deaçúcar. Scientia Agrícola, v.58, n.3, p.581-593, jul./set. 2001.
PIRES, A. M. M. Uso agrícola de lodo de esgoto: aspecto legais. EMBRAPA, meio ambiente, Jaguariúna, 2006.
SCHIRMER, G. K Utilização do lodo de esgoto na vermicompostagem e como substrato para a produção de mudas de
Pinus elliottii Engelm 2010. Dissertação (mestrado). Programa de pós-graduação em ciência do solo. Universidade
Federal de Santa Maria.
SHAHMANSOURI, M. R.; POURMOGHADAS, H.; PARVARESH, A.R.; ALIDADI, H. Heavy metals bioaccumulation by
iranian and australian earthworms (Eisenia fetida) in the sewage sludge vermicomposting. Iranian Journal of
Environmental Health Science & Engineering, v. 2, p. 28-32, 2005.
SILVA, F. C.; BOARETTO, A. E.; BERTON, R. S.; ZOTELLI, H. B.; PEXE, C. A.; MENDONÇA, E. Cana-de-açúcar
cultivada em solo adubado com lodo de esgoto: Nutrientes, Metais Pesados e Produtividade. Set. 1997.
USEPA – UNITES STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. 40 CFR – Part 503. The Standards for Use or
Disposal of Sewage Sludge, 1993.
Tabela 1. Análise química do lodo de esgoto e do composto de lodo de esgoto
utilizados no experimento.
Parâmetro
Unidade(1)
Concentração máxima
permitida(3)
Lodo de
esgoto
pH (em água 1:10) (V V-1)
CETESB
CONAMA
EUA/EPA
7.6
Umidade a 60 - 65 °C
% (m m-1)
Carbono orgânico
g de C kg-1
432
Nitrogênio Kjeldahl
g de N kg-1
41,3
Nitrogênio amoniacal
mg de N kg-1
1300
Nitrogênio nitrato-nitrito
mg de N kg-1
Arsênio
mg de As kg-1
<1.0(2)
75
41
41
Cádmio
mg de Cd kg-1
11.7
85
39
39
Chumbo
mg de Pb kg-1
235
840
300
300
Cobre
mg de Cu kg-1
347
4,300
1,500
1,500
Cromo Total
mg de Cr kg-1
220
-
1000
1200
Molibdênio
mg de Mo kg-1
24
75
50
78.0
15,4
-1
-
Níquel
mg de Ni kg
54,1
420
420
Selênio
mg de Se kg-1
<1.0(2)
100
100
36
Zinco
mg de Zn kg-1
2300
7,500
2,800
2,800
Bário
mg de Ba kg-1
345
-
1,300
-
(1)
(2)
420
Resultados expressos na amostra em base seca. Não detectado concentrações menores do
que 1.0 mg kg-1. (3) Fonte: CETESB (1999) e CONAMA (2006) e EUA (EPA, 1993)