Ambiente Florestal

Produção de Lodo em Lagoas de Estabilização e o seu Uso no Cultivo de Espécies Florestais na Região Sudoeste do Brasil

Produção de Lodo em Lagoas de Estabilização e o seu Uso no Cultivo de Espécies Florestais na Região Sudoeste do Brasil.

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Neste trabalho estudou-se a utilização do lodo da lagoa anaeróbia, do conjunto habitacional de Eldorado, localizado no município da Serra, na região metropolitana de Vitória (ES), operada pela Companhia Espírito Santense de Saneamento (CESAN), para fertilização de substratos utilizados na produção de mudas em fase de viveiro. Como planta indicadora, dos efeitos da utilização do lodo de esgoto na produção de matéria seca e disponibilidade de nutrientes, utilizou-se o Tamboril (Enterolobium contortisiliquum Vell. Morong.).

Foram utilizados dois processos de higienização do lodo, a calagem a 50% do peso seco do lodo e a pasteurização à 700°C por 30 minutos. Realizaram-se estudos comparativos entre as concentrações de lodo e seus efeitos na produção de mudas, por meio da avaliação dos teores dos nutrientes na parte aérea e no solo, além do desenvolvimento das mudas. Os substratos foram preparados utilizando-se misturas de diferentes concentrações de lodos higienizados com terra de subsolo nas proporções 0, 25, 50, 75 e 100%. Foram realizadas em nível de laboratório, a avaliação da matéria seca da parte aérea das mudas e análise química dos substratos 3 meses após a semeadura. Dentre os tratamentos utilizando lodo calado, a concentração de 25% de lodo foi a que apresentou o melhor resultado para o crescimento das mudas, seguido daqueles com 50% e 75% de lodo calado. No experimento com lodo pasteurizado, o comportamento das mudas foi diferenciado. Todos os tratamentos apresentaram um desenvolvimento superior ao apresentado pela testemunha, destacando-se os tratamentos na seguinte ordem: 100%, 75% e 50% de lodo pasteurizado.

 

Introdução

A produção de mudas de espécies florestais nativas em viveiro é usada com objetivos ambientais, tais como recuperação de áreas degradadas e reflorestamento de mata ciliar. Atualmente, destaca-se como uma alternativa viável, devido à intensa devastação das florestas nativas, como a Mata Atlântica, onde as espécies de maior valor econômico foram praticamente extintas, em razão da exploração desordenada para fins energéticos, madeireiro e agropecuário (SEAG, 1989).

As condições edafoclimáticas influenciam, de maneira geral, o bom desenvolvimento e produtividade das espécies florestais. Neste contexto, as condições de solo e tratos silviculturais adequados são fundamentais no processo produtivo. Os substratos orgânicos utilizados na fase de viveiro em silvicultura são, na sua maioria, pobres em nutrientes essenciais ao crescimento da planta, e nesse sentido, a fertilização é um dos fatores mais importantes para garantir um bom desenvolvimento das mudas. A utilização de um substrato que promova um rápido crescimento inicial das mudas é fundamental para melhorar a tecnologia de produção na fase de viveiro, com uma expectativa de atender a demanda de mudas para um mercado em franca expansão (MORAIS et al., 1996).

As lagoas de estabilização são os sistemas de tratamento biológico mais utilizados no Brasil, entretanto não tem sido dada a devida importância à problemática do volume de lodo produzido pelas lagoas bem como a sua disposição. O lodo produzido em cerca de 90% das lagoas na Região Sudeste do Brasil nunca foi removido, e diversas lagoas anaeróbias possuem mais que 50% de seu volume ocupado com lodo (GONÇALVES et al., 1998).

Deste modo, este trabalho viabiliza a utilização do lodo produzido em lagoas de estabilização como substrato na produção de mudas de espécies florestais e como alternativa de disposição desse rejeito. Vale ressaltar, que o lodo apresenta em sua constituição os nutrientes nitrogênio e fósforo que permitem uma diminuição drástica da necessidade de fertilizantes nitrogenados e fosfatados, além da matéria orgânica que melhora a estrutura do solo.

 

Material e Métodos

Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, localizada no Campus da UFES (Universidade Federal do Espírito Santo) Centro Tecnológico/Vitória - ES - Departamento de Hidráulica e Saneamento. O lodo utilizado é originário da Estação de Tratamento de Esgoto de Eldorado, localizada no Município da Serra, na região da Grande Vitória, operada pela Companhia Espírito Santense de Saneamento (Cesan). Referida ETE trata esgotos com características médias essencialmente de origem doméstica, sendo composta por uma lagoa anaeróbia e uma lagoa facultativa operando em série.

Após a remoção do lodo da lagoa anaeróbia, este foi disposto no leito de secagem para desidratação e coletas das amostras, que em seguida foram homogeneizadas e retirada uma alíquota de 300 g para análises físico-químicas, bacteriológicas e parasitológicas.

Análise físico-química - Os parâmetros analisados nesta etapa foram pH, Sólidos totais (ST), Sólidos voláteis (%ST), Sólidos fixos (%ST), PtotaL, e NTK.

Análise bacteriológica - Foi utilizada a técnica de tubos múltiplos para as análises bacteriológicas, de acordo com as normas da CETESB L.5 202, em conformidade com o Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, para a determinação da densidade de coliformes fecais, cujos resultados foram expressos em col./g ST.

 

 Experimento 1
 Tratamento   Composição
 1  Terra - Sem adião de lodo
 2  25% - 25% lodo calado + 75% terra
 3  50% - 50% lodo calado + 50% terra
 4  75% - 75% lodo calado + 25% tera
 5  100% - 100% lodo calado
 Experimento 2
 Tratamento  Composição
 1  Terra - sem adição de lodo
 2  25% - 25% lodo pasteurizado + 75% terra 
 3  50% - 50 lodo pasteurizado + 50% tera
 4  75% - 75% lodo pasteurizado + 25% terra
 5  100% - 100% lodo pasteurizado

 

Análise parasitológica - Utilizou-se os procedimentos de acordo com as normas da CETESB L5.550 para identificação e contagem de ovos de helmintos e os resultados foram expressos em org /g ST.

Os processos de higienização do lodo utilizados neste estudo foram os de estabilização química com a cal virgem (Calagem) e a Pasteurização.

A calagem do lodo foi realizada a 30% de sólidos totais, utilizando-se a cal virgem (CaO) a 50% do peso seco do lodo.

No processo de higienização por pasteurização o lodo foi retirado do leito de secagem, levado para estufa com circulação forçada de ar em bandejas (54 x 48 x 18 cm), até atingir 700 C por no mínimo 30 minutos, conforme recomendado pela EPA (1992).

As composições dos substratos constituíram-se das seguintes concentrações:

O delineamento experimental utilizado foi blocos casualizados, com 5 tratamentos e 4 repetições. As parcelas constituíram-se de 20 plantas úteis, no total de 400 mudas para cada experimento. Foram utilizados recipientes plásticos de polietileno de coloração preta (saquinhos plásticos) nas dimensões de 12,0 x 20,0 x 8,0 cm com furos especiais para produção de mudas.

As características avaliadas nos experimentos foram:

a) Altura total das mudas (cm)

b) Crescimento em diâmetro (mm)

c) Peso da matéria seca da parte aérea MSPA (g)

d) Peso da matéria seca do sistema radicular MSSR (g)

e) Teores dos nutrientes P, K, Ca, Mg, Al, Fe, Zn, Cu, Mn e B nos substratos antes e após o cultivo além da determinação do pH e % de Matéria Orgânica.

f) Teores foliares dos nutrientes N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, Mn, B e Cu.

 

Resultados e Discussão

Análise Físico-Química

As análises físico-químicas indicam o avançado estágio de mineralização do lodo, influenciados pelo longo período de residência do lodo na lagoa, tais como 22% de sólidos totais, 35%ST sólidos voláteis, 2% de nitrogênio (NTK/ST), 0,8% de fósforo (Ptotal/ST) e pH em torno de 7,5.

Análise Microbiológica

A quantificação de coliformes fecais no lodo bruto, apresentou valores médios de 5,3 x 104col./g ST. Os resultados de contagem e identificação de ovos de helmintos e contagem de larvas de helmintos nas amostras de lodo, foram de 04 ovos/g ST de Ascaris lumbricoides no lodo bruto. A calagem do lodo realizada a 30% de sólidos totais, utilizando-se a cal virgem (CaO) a 50% do peso seco do lodo, não apresentou crescimento de coliformes fecais e de ovos e larvas de helmintos. O pH do lodo foi considerado elevado, em torno de 12, no momento da calagem, ocasionando um ambiente alcalino, que atua como meio eficiente na higienização do lodo, impedindo o desenvolvimento dos microorganismos. Esses resultados demonstram a eficiência da calagem na redução do número de helmintos em relação a seus teores iniciais nas amostras de lodo bruto. Fernandes et al., (1996) confirma estes resultados em estudos de eficiência de desinfecção de lodos de Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) utilizando a cal virgem, obtendo uma redução de helmintos em torno de 90,68%. No experimento utilizando a pasteurização, como forma de higienização, os valores obtidos para coliformes fecais foram de 1,0 x 104 col./g ST e 2 ovos/g ST de Ascaris lumbricoides. Os processos de calagem e pasteurização do lodo foram eficientes na higienização, onde verificou-se valores inferiores aos da regulamentação EPA (1992) parte 40 CRF-503, que estabelece 2 x 106col./g ST para lodos Classe B.

Nutrição de Plantas

Os resultados das análises química dos substratos para os teores de P, K, Ca, Mg Al, H+Al3, pH, MO, Fe, Zn, Cu, Mn e B nos tratamentos com Lodo Calado, antes do cultivo, são mostrados na Tabela 1. Esses resultados revelam que o pH em torno de 12, em todos os tratamentos, favoreceu a indisponibilidade de P, K e principalmente dos micronutrientes. O teor de Al foi inexistente, destacando o efeito da calagem na precipitação do Al trocável, além da maior concentração de Ca e Mg.

 

Tabela 1- Análise química dos subtratos utilizando lodo calado (antes do cultivo)

 Tratamento   P  K  Ca  Mg  Al   H+Al3   pH  M.O  Fe   Zn   Cu   Mn   B
 mg/dm   cmol./dm3   dag/dm   mg/dm
 0% (Terra)  3  3  6,5  0,3  0  1,9  6,2  0,3  22  0,4   0,2  1  0,33 
 25%  7  20  32,4  3,1  0  0,0  12,1  0,8  2  0,1  0,3  1  1,76
 50%  1  65  49,8  3,2  0  0,0  12,2  1,4  2  0,1  1,3  1  0,3
 75%   1  56  59,2  3,9  0  0,0  12,2  1,6  2  0,3  3,6  1  0,7
 100%   1  74  57,4  4,5  0  0,0  12,1  1,6  8  1,0  5,0  1  1,79

(H+AL) Acidez potencial; (M.O) Matéria Orgânica.

 

Tabela 2- Análise química dos subtratos utilizando lodo pasteurizado (antes do cultivo)

 Tratamento   P  K  Ca  Mg  Al   H+Al3   pH   M.O  Fe  Zn  Cu  Mn  B
 mg/dm  cmol./dm3   dag/dm   mg/dm
 0% (Terra)  3  3  0,5  0,3  0  1,9  6,2  0,3  22  0,4  0,2  1  0,33 
 25%  33  40  7,3  0,4  0  1,3  7,3  0,8  202   32,5   0,8   11  0,66
 50%  83  75  11,8  0,5  0  1,0  7,7  1,9  480  67,0  3,0  22  1,11
 75%  132  55  11,8  0,8  0  1,3  7,4  3,0  738  9,99  3,8  38  0,7
 100%  203  216  20,2  1,8  0  1,3  7,3  5,4  821  41,5  3,0  65  1,82

(H+AL) Acidez potencial; (M.O) Matéria Orgânica.

 

As mudas que receberam os tratamentos com 25% e 50% de lodo calado apresentaram teores foliares de nitrogênio de 4,13 e 4,29 g/kg respectivamente, diferindo estatisticamente da testemunha que apresentou 2,08 g/kg e não diferindo significativamente dos tratamentos com 75% e 100% de lodo calado. Os teores foliares de N foram maiores nos tratamentos que apresentaram substrato inicial com menores concentrações de lodo calado (Tabela 3). Estes resultados podem ser atribuídos ao efeito da calagem na perda de nitrogênio pela volatilização da amônia.

Quanto aos resultados das análises química dos substratos para os teores de P, K, Ca, Mg, Al, H+Al3, pH, MO, Fe, Zn, Cu, Mn e B nos tratamentos com lodo pasteurizado, antes do cultivo, verificou-se que as maiores concentrações de matéria orgânica residem nos tratamentos utilizando 75 e 100% de lodo pasteurizado, apresentando, respectivamente, 3,0 e 5,4 dag/dm3 e que o pH dos referidos tratamentos com valores 7,4 e 7,3 podem ter contribuído para a elevada concentração de P, K, Fe, Zn e Mn apresentadas nos substratos.

A Figura 1 representa os valores médios para a altura final, diâmetro, número de folhas e biomassa obtidas na última avaliação das mudas de Tamboril (Enterolobium contortisiliquum Vell. Morong.), em função das doses crescentes de adubação com lodo calado. Os baixos crescimentos em altura, observados nos tratamentos com maiores concentrações de lodo calado podem ser atribuídos, ao elevado valor de pH conferidos pela calagem a 50% do peso seco (Tabela 1). A calagem do lodo promoveu uma condição de alcalinidade do substrato, o que favoreceu a perda por volatilização para o nitrogênio e a lixiviação dos micro-nutrientes, tornando-os indisponíveis às plantas, o que reduziu o crescimento em altura das mudas.

Quanto aos resultados das análises químicas dos substratos utilizando lodo pasteurizado, antes do cultivo utilizando os maiores teores de matéria orgânica residem nos tratamentos utilizando 75 e 100% de lodo pasteurizado, apresentando, respectivamente 3,0 e 5,4 dag/dm3 e que o pH dos referidos tratamentos com valores 7,4 e 7,3 podem ter contribuído para as elevadas concentrações de P, K, Fe, Zn e Mn apresentadas nos substratos (Tabela 2).

 

Caracterização microbiológica do lodo

Dentre os helmintos encontrados nas amostras de lodo bruto podemos destacar três espécies de parasitas, Ascaris lumbricoides que foram os helmintos mais abundantes (94%), seguidos pelo Trichuris trichiura (5%) e Hymenolepis nana (0,4%) (Figura 3).

 

Higienização do lodo com cal virgem

A quantificação de coliformes fecais no lodo bruto, apresentou valores médios de 5,3 x 104col./g ST. A calagem do lodo realizada a 30% de sólidos totais, utilizando-se a cal virgem (CaO) a 50% do peso seco do lodo, não apresentou crescimento de coliformes fecais e de ovos e larvas de helmintos. O pH do lodo foi considerado elevado, em torno de 12, no momento da calagem, ocasionando um ambiente alcalino, que atua como meio eficiente na higienização do lodo, impedindo o desenvolvimento dos microorganismos. Estes resultados demonstraram a eficiência da calagem na redução do número de helmintos em relação a seus teores iniciais nas amostras de lodo bruto. Fernandes et al., (1996) confirma estes resultados em estudos de eficiência de desinfecção de lodos de Estações de Tratamento de Esgotos (ETE's) utilizando a cal virgem, obtendo uma redução de helmintos em torno de 90,68%.

 

Tabela 3 - Teores foliares de nutrientes das plântulas submetidas aos tratamentos com Lodo Calado

 T  Teor de Nutrientes
 N  P  K  Ca  Mg  S  Fe  Zn  Mn  Cu
 g/kg  mg/kg
 0%  2,08c  0,047b  1,03a  0,78a  0,19a  0,13a  573ab  11,7a  31,5a  7,75b
 25%   4,13ab  0,055b  0,92a  1,08a  0,14b  0,14a  1009ab  10,7a  10,7b  10,0b
 50%   4,29a  0,075ab  0,89a  1,15a  0,18a  0,14a  1160a  15,5a  16,2b  9,50b
 75%   3,52b  0,080ab  0,72b  0,96a  0,14b  0,13a  356b  16,7a  132,b  11,75b
 100%   3,67ab  0,117a  0,73b  0,92a  0,13b  0,13a  394b  5,25b  11,2b  17,75a

 As médias sugeridas pelas mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Newman Keuls de 5% de propabilidade.

 

Tabela 4- Teores foliares de nutrientes das plântulas submetidas aos tratamentos com Lodo Pasteurizado

 T  Teor de Nutrientes
  N  P  K  Ca  Mg  S  Fe  Zn  Mn  Cu
g/kg mg/kg
 0%  1,99c  0,07c  1,18c  1,00ab  0,36a  0,13b  2070a  18,2c  62,0a  8,50c
 25%  3,18b  0,25a  1,44a  0,95ab  0,26b  0,19ab  608b  38,2a  35,0c  11,75a
 50%  3,97a  0,25a  1,72a  1,17a  0,27b  0,22a  447bc  39,2a  27,2d  11,75a
 75%  3,76a  0,16b  1,39a  1,00ab  0,31b  0,14b  292c  36,5a  55,0b  10,50ab
 100%  3,778a  0,11c  1,17c  0,73b  0,34b  0,13b  209c  30,2b  55,0ab  9,50bc

As médias sugeridas pelas mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Newman Keuls de 5% de propabilidade.

 

Higienização do lodo por pasteurização

No experimento utilizando a pasteurização, como forma de higienização, os valores obtidos para coliformes fecais foram de 1,0 x 104 col./g ST e 2 ovos/g ST de Ascaris lumbricoides. Os processos de calagem e pasteurização do lodo foram eficientes na higienização, em que, verificou-se valores inferiores aos da regulamentação EPA (1992) parte 40 CRF-503, que estabelece 2 x 106col./g ST para lodos Classe B.

 

Conclusões

  • O lodo da lagoa de estabilização de Eldorado apresentou características desejáveis por propiciar o crescimento e o desenvolvimento de mudas de espécies florestais, pelo alto teor de matéria orgânica presente em sua constituição (5,4 dag/dm3) quando comparado à testemunha (0,3 dag/dm3).
  • A utilização de dosagens acima de 50% de lodo calado, com base em 50% de peso seco, promoveu baixos crescimentos em altura e diâmetro em função dos valores elevados para o pH do substrato, ocasionando perda por lixiviação dos micronutrientes.
  • O lodo pasteurizado promoveu um significativo incremento em altura, diâmetro e matéria seca das mudas em função do aumento das doses aplicadas. Este efeito se deve ao aumento da matéria orgânica como fonte de nutrientes, desempenhando importante papel na solubilidade e transporte de micro-nutrientes até as raízes.
  • A utilização do lodo excedente de Estações de Tratamento de Esgotos como fonte de matéria orgânica e nutrientes pode se constituir em valiosa ferramenta para a recuperação da cobertura vegetal de diversas regiões degradadas nas proximidades dos grandes centros urbanos no Brasil.
  • A utilização do lodo como insumo na produção de mudas de Enterolobium contortisiliquum mostrou-se como uma opção promissora para o reflorestamento, devido ao aporte significativo de nutrientes e matéria orgânica que o lodo confere a um custo relativamente reduzido. Neste sentido, a utilização do lodo pode ser avaliada como uma alternativa na disposição pelas Prefeituras em hortos e recuperação de áreas degradadas.

 

Referências bibliográficas

AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION - Standard for the examination of water and wastewater. 19. ed. Washigton, D.C., 1995.

CETESB. Determinação de helmintos e protozoários patogênicos: contagem de ovos e cistos. L 5.550. São Paulo, l989.

Determinação de coliformes totais e fecais pela técnica de tubos múltiplos. L 5.202. São Paulo, 1993

FERNANDES, F ; ANDRAUS, S; ANDREOLI, C.V. Eficiência dos processos de desinfecção do lodo da ETE Belém com vista a seu uso agrícola. SANARE, Curitiba, v. 5, n.5, p.46-58, 1996

GONÇALVES, R. F Caracterização, técnica de remoção e reciclagem agrícola do lodo de lagoas de estabilização Curitiba : PROSAB/FINEP, 1998. Edital 01/96

MORAIS, S.M.J de ; ATAÍDES, P.R.V de;GARCIA, D. C. et al. Uso do lodo de esgoto da Corsan - Santa Maria (RS), comparado com outros substratos orgânicos. Sanare, Curitiba, v. 6, n. 6, p. 44-49.1996.

PARANÁ. Secretaria de Estado da Agricultura. Programa de Desenvolvimento Florestal do Espírito Santo. v. 1. Vitória, ES. : SEAG, l989. Diagnóstico



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