USO DE LODO DE ESGOTO NA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS

DEGRADADAS COM ESPÉCIES FLORESTAIS NATIVAS

Ladislau A. SkorupaEmbrapa Meio Ambiente

skorupa@cnpma.embrapa.br

Áreas Degradadas• Deterioração ou perda total da capacidade

dos solos para uso presente ou futuro (FAO, 1980).

• Áreas cujos solos sofreram profundas alterações físicas/químicas/biológicas e, conseqüentemente, apresentam condições impróprias ao desenvolvimento e fixação de vegetação.

• Áreas que, após um distúrbio, perderam a capacidade de regeneração natural (Pimm1986).

Áreas Degradadas

• Erosão• Deterioração Química

– Perda de Nutrientes e matéria orgânica– Salinização– Acidificação– Poluição

Áreas Degradadas

• Deterioração Física– Compactação do Solo

• Deterioração Biológica

Áreas Degradadas• Fatores de degradação:

– Manejo inadequado da terra – Desmatamento / exploração excessiva da

vegetação– Manejo inadequado de pastagens– Exploração mineral– Construção de estradas– Desenvolvimento urbano– Atividades industriais poluidoras

Degradação

Recuperação

OBJETIVOS DA RECUPERAÇÃO DE ÁREAS

DEGRADADAS:

-> Recuperar integridade física, química e biológica (estrutura);

-> Recuperar a capacidade produtiva (função)

Uso de Lodo de Esgoto na Recuperação de Áreas Degradadas

com Espécies Florestais Nativas

MOTIVAÇÃOBusca de tecnologias alternativas para a

recuperação de áreas degradadas.

Busca por alternativas (ambiental e economicamente viáveis) para disposição do lodo de esgoto produzido em alta escala nas ETE.

Uso de Lodo de Esgoto na Recuperação de Áreas Degradadas

com Espécies Florestais Nativas

• Características da utilização:Aplicação de altas doses

- Até 450 Mg ha-1

Aplicação em uma única etapa.

Uso de Lodo de Esgoto na Recuperação de Áreas Degradadas

com Espécies Florestais Nativas

Alta carga de matéria orgânica, macro e micronutrientes;

Espécies florestais-> Capacidade de imobilizar grandes quantidades de nutrientes e de metais pesados pela produção e distribuição de carbono orgânico.

Espécies florestais->absorção de nutrientes durante boa parte do ano por suas raízes perenes (lenta liberação de elementos);

Não associação, em geral, do produto florestal final com a produção de alimentos, propiciando baixos riscos à saúde pública;

Redução dos custos do uso de fertilizantes.

Riscos• Contaminação do solo por metais pesados.

• Contaminação das águas por nitrato.

• Contaminação por patógenos.

• Entrada de contaminantes na cadeia alimentar.

O2

Matéria orgânica exógena

Matéria orgânica exógena

Biomassa microbiana

CO2

CO2

NO3-

CO2Lixiviação

Absorção por vegetais ou

microrganismos

Adsorção

NH4+

O2 NO2-

O2

N2O, N2

Mineralização de resíduos orgânicos em solos (Lambais & Souza 2000).

Entradas

Chuva

Poeira

Imobilização + ciclo interno

Camada de humus

Solo mineral

Perdas por lixiviação

Reabastecimento

Absorção raízes

Absorção pelas copas

Lavagem das copas

Queda serapilheira

Raízes mortas

Dinâmica de nutrientes em um ecossistema florestal (Adaptado Miller, 1984)

Restrições Quanto à localizaçãoNorma P. 4.230, Cetesb; Proposta Conama.

Declividade do terreno:

≤ 10% para aplicações superficiais sem incorporação;

≤ 15% para aplicações superficiais com incorporação;

≤ 18% para aplicações subsuperficiais ou em sucos e aplicação superficial sem incorporação em áreas de produção florestal;

• Áreas de Proteção de Mananciais (APMs) ou de Captação;

• Áreas de Preservação Permanente (APP);

• Raio mínimo de 100 m de poços rasos e residências;

• 15 metros de vias de domínio público;

• 15 metros de drenos interceptores ou captadores de água pluviais;

• Áreas com lençol freático acima de 1,5 m na época de maior ocorrência de chuvas.

Uso de Lodo de Esgoto na Recuperação de Áreas Degradadas

com Espécies Florestais Nativas

• Experiência da Embrapa Meio Ambiente

• Projeto: “Uso de Lodo de Esgoto em Plantações Florestais e na Recuperação de Áreas Degradadas”.

• PROSAB/FINEP/CNPq.• Avaliações em curso há 15 meses.

EquipeLadislau A. Skorupa Eng. Florestal/Botânica

Adriana Pires Química de solosGilberto Nicolella EstatísticaHeloisa F. Filizola Pedologia

Manoel Dornelas de Souza Física e fertilidade de solosMarco Antonio Gomes Pedologia

Marcos Vieira Ligo Química de solosRaquel Ghini Microbiologia

Wagner Bettiol Fitopatologia

OBJETIVO

Avaliar o potencial do uso de lodo de esgoto na recuperação de áreas

degradadas, por meio de parâmetros silviculturais; físicos, químicos e

microbiológicos do solo.

Área Experimental• 3000 m2., Jaguariúna-SP.

• Área degradada por atividades de terraplenagem há 20 anos;

• Profundas modificações nos horizontes superficiais, onde originalmente predominava Latossolo Vermelho-Distroférrico, com textura franco-argilosa.

Tratamentos:

•NPK

•100T lodo de esgoto

•200T lodo de esgoto

-->40 espécies florestais nativas; 8 espécies na parcela útil - mesmas spp. em todos os blocos.

• Lodo proveniente da ETE Jundiaí.

Parâmetros Avaliados

• Fertilidade do Solo• Física do Solo• Metais pesados no solo• Nitrato na Solução e no Perfil do Solo• Atividade Microbiana no Solo• Avaliação Silvicultural

Metais Pesados

4 ,7 50 4 1,6 126 2 3 2 1

3 910 0 0 150 0

50

4 2 0

3 0 0 2 8 0 0

8 5 3 0 0 0 4 3 0 0 75 8 4 0 4 2 0 750 0

Cd Cr Cu Mo Pb Ni Zn

CFR part 503 (EPA, 1997)Limites proposta ConamaMetais Pesados no Biossólido de Jundiaí

mg kg-1

Metais Pesados

Adubação Química

100Mg. ha-1

200 Mg.ha-1

Valores de Alerta*

mg.kg-1 mg.kg-1

Cd 0,2 a 0,5 b 1,4 c 1,3Cr 33 a 40 a 43 a 75Cu 9 a 19 a 48 b 60Mo 0,5 a 0,8 ab 1,6 b 30Pb 27 a 39 a 56 a 100Ni 3,8 a 4 a 6,6 b 30Zn 14 a 27 a 72 b 300

Teor de Metais Pesados total em solo tratado com lodo de esgoto (Jaguariúna, SP)

* Valores orientadores para Solos e Águas Subterrâneas (CETESB, 2005).

•Tukey, 5%

Porcentagem de metal pesado disponível (extraível por DTPA) na área degradada tratada com lodo de esgoto em relação ao teor total de metais pesados.

Metais Pesados % Disponível

NPK 100 t 200 t

Cd 5 22 26

Cr 0,06 0,10 0,19

Cu 3 31 32

Pb 2,7 4,1 4,5

Ni 2 6 11

Zn 4 32 39

Fertilidade do Solo

Caracterização química dos solos das 4 repetições da área experimental degradada na profundidade de 0 a 20 cm.

pH M.O P K Ca Mg Al H CTC V

CaCl2 água (%) (ppm) mEq/100mlTFSA (%)

Média 5,3 6,0 0,8 14,1 0,2 2,3 0,8 0,1 3,5 7,0 47,9

Dp 0,15 0,24 0,7 14,15 0,06 0,36 0,216 0 0,479 0,17 7,66

Média 5,5 6,2 1,4 30,4 0,2 3,2 1,0 0,1 2,9 7,4 59,8

Dp 0,058 0,05 0,5 12,32 0,061 0,24 0,32 0 0,387 0,52 4,99

Média 4,6 5,4 3,2 76,0 0,2 6,5 2,1 0,7 3,9 13,5 65,0

Dp 0,519 0,57 0,1 28,16 0,049 1,66 1,184 0,299 0,33 3,21 4,11

200T

100T

NPK

Tratamentos x

Caracterização de micronutrientes, enxofre e sódio nas 4 repetições da área experimental degradada na profundidade de 0 a 20 cm.

S Na Fe Mn Cu Zn B

mg/l

Média 34,4 6,3 35,7 38,7 9,3 13,7 0,4

Dp. 21,23 1,71 15,3 14,15 4,774 11,4 0,1

Média 57,8 20,8 118,4 76,8 19,3 27,1 0,4

Dp 16 7,41 28,2 11,67 7,015 11,6 0,115

Média 94,9 38,8 245,9 112,9 47,8 71,6 0,7

Dp. 47,38 11,6 18,7 33,6 11,62 12,3 0,096

200T

100T

NPK

Tratamentos x

NitratoNa Solução do Solo->Instalação de doisextratores de solução do solo, por parcela, a 1 metro de profundidade.

Tubo PVCde ½

polegada

CapsulaPorosa

Rolha desilicone nº

6

Spaguete de 1/8

polegada

Vidro Ambar de 200ml

Rolha de silicone nº 4

Mangueirade silicone

de 1/8

Bomba de vácuo

No Perfil do SoloProfundidade: 0-10cm, 10-20 , 20-40, 40-60, 60-80, 80-100, 100-120, 120-140cm.

Concentração de Nitrato na Solução do Solo

010

2030

4050

60

25 40 41 49 117 118 309 322 376 377 378 380

Dias após aplicação do lodo

N-N

O3

(mg/

L)

0102030405060708090

Ppt (

mm

)

PPT NPK 100T 200T

Concentração de Nitrato no Perfil do Solo

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40 60 80 100 120 140

Profundidade(cm )

N -

NO

3 (m

g/K

g)

NPK 100T 200T

ATIVIDADE MICROBIANA NO SOLO

• Análise da hidrólise de diacetado de fluoresceína (FDA)

• Carbono da Biomassa Microbiana

• CO2

• Condutividade Elétrica

• pH

FDA

0

1

2

3

4

5

6

antes 1 18 52 80 116 185 267

dias após a aplicação de lodo de esgoto

mg

FDA

hid

rolis

ado/

g so

lo s

eco

NPK 100t 200t

Carbono da biomassa microbiana

0

100

200

300

400

500

600

700

1 18 52 80 116 185 267

dias após aplicação do lodo de esgoto

µgC

/g s

olo

seco

NPK 100t 200t

CO2

0

20

40

60

80

100

120

140

antes 1 18 52 80 185 267

NPK 100t 200t

Condutividade elétrica

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

antes 1 18 52 80 116 185 267

dias após a aplicação de lodo de esgoto

µS

/cm

NPK 100t 200t

pH

3

4

5

6

7

8

9

antes 1 18 52 80 116 185 267

dias após a aplicação de lodo de esgoto

pH

NPK 100t 200t

AVALIAÇÃO SILVICULTURAL• 8 espécies florestais presentes em todas as parcelas úteis, de todos os tratamentos (2 plantas por espécie)

Avaliações quadrimestrais dos seguintes parâmetros:

• Altura total (m)

• Diâmetro do caule na base (cm)

• Área de copa (m2)

Schinus m olle (Aroeira-salsa)

0,00,51,01,52,02,5

NPK 100 200

Tratam entos

Altu

ra (m

) Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Schinus molle (Aroeira-salsa)

0,000,501,001,502,00

NPK 100 200

Tratamentos

Áre

a de

Cop

a (m

2)

Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Schinus molle (Aroeira-salsa)

0,01,02,03,04,05,0

NPK 100 200

Tratamentos

Diâ

met

ro b

asal

(cm

)

Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Lafoensia pacari (Dedaleiro)

0,00,51,01,52,0

NPK 100 200

Tratamentos

Altu

ra (m

) Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Lafoens ia pacari (Dedale iro)

0,0

1,0

2,0

3,0

NPK 100 200

Tratam entos

Diâ

met

ro n

a ba

se (c

m) Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Lafoensia pacari (Dedaleiro)

0,000,200,400,600,801,001,20

NPK 100 200

Tratamentos

Avaliação IAvaliação IIAvaliação III

Luehea divaricata (Açoita-cavalo)

0,0

1,0

2,0

3,0

NPK 100 200

Tratamentos

Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Luhea divaricata (Açoita-cavalo)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

NPK 100 200

Tratamentos

Diâ

met

ro n

a ba

se (c

m)

Avaliação I

Avaliação II

Avaliaçào III

Luehea divaricata (Açoita-cavalo)

0,0

1,0

2,0

3,0

NPK 100 200

Tratamentos

Áre

a de

cop

a (m

2)

Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Croton floribundus (Capixingui)

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

NPK 100 200

Tratamentos

Áre

a de

cop

a (m

2)

Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Croton floribundus (Capixingui)

0,00,5

1,01,5

2,02,5

NPK 100 200

Tratamentos

Altu

ra (m

) Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Croton floribundus (Capixingui)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

NPK 100 200

Tratamentos

Diâ

met

ro n

a ba

se (c

m)

Avaliação I

Avaliação II

Avaliação III

Considerações finais

• Necessidade de monitoramento a longo prazo.

• Novas áreas experimentais, com diferentes características (solo, clima, históricos de degradação).

Subsídios à regulamentação do uso de lodo de esgoto para a recuperação de áreas

degradadas.

OBRIGADO !