RESUMO. PALAVRAS-CHAVE: Disposição controlada no solo, nutrientes, capacidade de adsorção. 1.0 INTRODUÇÃO

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1 AVALIAÇÃO DA VARIAÇÃO TEMPORAL DAS CONCENTRAÇÕES DE MÉRIA ORGÂNICA E NUTRIENTES E A RESPECTIVA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE UM SOLO UTILIZADO PARA A DISPOSIÇÃO CONTROLADA DE EFLUENTES DOMÉSTICOS. Liliana Pena Naval * Doutorada pela Universidad Complutense de Madrid em Engenharia Química, professora adjunta do curso de Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Tocantins. Carlos Danger Ferreira e Silva Universidade Federal do Tocantins - UFT Geraldo Moura de Oliveira Junior Universidade Federal do Tocantins - UFT Endereço (1) :ARSE 12; QI 48; Lt. 11; Al. 19. Palmas TO - Brasil. CEP: 77-. Telefone: (55) Fax: (55) liliana@uft.edu.br RESUMO Apesar da considerável eficiência, relativa a remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos, sabe-se que os sistemas anaeróbios possuem em seu efluente final uma carga orgânica remanescente, fazendo-se necessário a implementação de um pós-tratamento que remova este excedente e também reduza nutrientes, tendo em vista que a digestão anaeróbia não se demonstra eficiente na remoção destes contaminantes. A disposição controlada de efluentes domésticos no solo vem se apresentando como uma boa alternativa para o tratamento e disposição final de águas residuárias, tendo em vista sua simplicidade operacional e eficiência na remoção de matéria orgânica e nutrientes. Essa remoção é devida ao contato da água residuária com a matriz do solo e a sua capacidade-limite de adsorção, ou seja, para cada tipo e estado do solo haverá, para um determinado nutriente, um limite de adsorção. Neste contexto, o presente estudo objetivou avaliar as variações de concentrações de matéria orgânica, fósforo e nitrogênio, em uma escala temporal pré-determinada, para um solo que vem sendo utilizado para a disposição de efluente de um sistema exclusivamente anaeróbio que opera em escala real, e consecutiva avaliação da capacidade de adsorção de nutrientes do mesmo em condições naturais. As concentrações de matéria orgânica e nitrogênio no solo onde se dá o lançamento do efluente, apresentou um aumento significativo em relação a amostra testemunha somente no ano de 23 tanto para a camada superficial como para a sub-superficial, em relação ao fosfato este aumento já foi verificado no ano de 22, sendo mais evidente para a camada superficial. Tendo em vista os resultados observados, pôde-se verificar que mesmo o tipo disposição sendo escoamento superficial, onde se verifica a ocorrência de processos de lixiviação, o solo em estudo apresenta uma capacidade satisfatória de adsorção dos parâmetros avaliados, constituindo uma boa opção para redução dos contaminantes do efluente do filtro anaeróbio. PALAVRAS-CHAVE: Disposição controlada no solo, nutrientes, capacidade de adsorção. 1. INTRODUÇÃO De acordo com Kato et al (1999) o tratamento de águas residuárias municipais via digestão anaeróbia apresenta inúmeras vantagens, o que o fazem um processo competitivo tanto tecnológico como economicamente em relação a outros processos convencionais. O uso da tecnologia anaeróbia para o tratamento direto de esgoto teve grande impulso a partir do desenvolvimento de novos reatores, os quais buscavam considerações que permitissem uma alta eficiência na remoção da matéria orgânica em tanques de menores dimensões e período de tempo curto, como é o exemplo dos reatores UASB e Filtros Anaeróbios. Apesar da considerável eficiência, relativa a remoção de matéria orgânica e sólidos suspensos, sabe-se que os sistemas anaeróbios possuem em seu efluente final uma carga orgânica remanescente, fazendo-se necessário a

2 implementação de um pós-tratamento que remova este excedente e também reduza nutrientes, tendo em vista que a digestão anaeróbia não se demonstra eficiente na remoção destes contaminantes. Neste contexto, a disposição controlada de efluentes domésticos no solo vem se apresentando como uma boa alternativa para o tratamento e disposição final de águas residuárias, tendo em vista sua simplicidade operacional e eficiência na remoção de matéria orgânica e nutrientes. Para um melhor desempenho deste processo de tratamento devem ser levados em consideração vários parâmetros, dentre eles condições topográficas e principalmente as características do solo local. Segundo Campos (1999), a remoção de nutrientes é devida ao contato da água residuária com a matriz do solo e a sua capacidade-limite de adsorção. Para cada tipo e estado do solo haverá, para um determinado nutriente, um limite de adsorção, podendo ser determinado em laboratório para prever o máximo grau de remoção desse nutriente. Por esse motivo é necessário e conveniente que os locais escolhidos para este tipo de tratamento possuam áreas de reserva, as quais propiciarão o descanso e o restabelecimento do solo. Desta maneira se faz interessante a realização de estudos que identifiquem a capacidade-limite de adsorção do solo em sistemas operando em escala real, determinando, desta forma, o tempo máximo de aplicação em determinado local. O presente estudo objetivou avaliar as variações de concentrações de matéria orgânica, fósforo e nitrogênio, em uma escala temporal pré-determinada, para um solo que vem sendo utilizado para a disposição de efluente de um sistema exclusivamente anaeróbio que opera em escala real, e consecutiva avaliação da capacidade de adsorção de nutrientes do mesmo em condições naturais. 2. METODOLOGIA O presente estudo foi desenvolvido na Estação de Tratamento de Esgoto ETE Prata, localizada no município de Palmas TO. Esta ETE é composta por pré-tratamento (gradeamento, caixa de gordura e caixa de areia), Reator UASB seguido de um filtro biológico com recheio de bambu, sendo seu efluente disposto no solo, onde escoa superficialmente. As amostras de esgoto foram coletadas na entrada do sistema (E.B.), na saída do reator (S. R.) e na saída do filtro (S. F.), este programa de amostragem vem sendo realizado desde 22, sendo que os parâmetros apresentados e suas respectivas técnicas analíticas estão dispostos no Quadro 1. Quadro 1 Parâmetros e técnicas analíticas Parâmetro Técnica Referência DQO (mg/l) Refluxo com dicromato de potássio. APHA (1995) DBO (mg/l) Garrafas volumétricas e incubação a 2ºC APHA (1995) SST (mg/l) Filtragem e evaporação a 15ºC APHA (1995) N-NH 3 (mg/l) Espectrof. Visível APHA (1995) PO 4 (mg/l) Espectrof. Visível APHA (1995) Em relação às amostras de solo, as mesmas foram coletadas nas profundidades superficial (-2cm) e subsuperficial (2-4cm), sendo que foram estabelecidos dois pontos de amostragem, o primeiro no local onde vem sendo lançado o efluente do filtro () e o segundo em um local que não se encontra sob a influência do efluente, ou seja testemunha (), conservando suas características naturais. As análises para as amostras de solo foram realizadas seguindo o estabelecido pela EMBRAPA (1997). Cabe ressaltar que para o estabelecimento do comparativo entre as concentrações dos compostos avaliados em períodos pré-determinados e a respectiva capacidade máxima de adsorção, foram coletadas amostras em novembro de 22 e novembro de 23. Este intervalo entre as coletas deve-se ao fato das características do solo não sofrerem variações drásticas em curtos períodos.

3 3. RESULTADOS 1 8 mg/l E. B. S. R. S. F. DQO DBO SST Figura 1 Comportamento da DBO, DQO e SST no Sistema. 25 nutrientes (mg/l) E. B. S. R. S. F. PO4 N NH3 Figura 2 Comportamento do N-NH 3 e PO 4 no Sistema Observando-se os dados apresentados pelas Figuras 1 e 2, verifica-se que o sistema em estudo vem apresentando remoções satisfatórias para DBO, DQO e SST (7, 75 e 82%, respectivamente), o que já é esperado, tendo em vista que sistemas anaeróbios apresentam condições propicias para a remoção destes parâmetros, porem a digestão anaeróbia apresenta limitações quanto a remoção de nutrientes, como pode ser observado em relação ao fosfato e nitrogênio amoniacal, fazendo-se necessária um outro tipo de tratamento que contribua com o polimento final do efluente, melhorando assim suas características.

4 (g/kg) ( -2cm) M.O.22 M.O. 23 ( - 2cm) Figura 3 - Comparativo do Acúmulo de Matéria Orgânica nos Anos 22 e 23. Observando-se a figura 3, nota-se que as concentrações de matéria orgânica para a testemunha não apresentaram variações significativas para nenhuma das profundidades analisadas. Estabelecendo-se um comparativo entre os diferentes pontos de amostragem nota-se que no ano de 22, os teores de matéria orgânica no ponto já são superiores aos do ponto, sendo que no ano de 23 verifica-se um acréscimo significativo nestes valores. Este acúmulo representativo justifica-se pelo fato de que apesar da remoção de DBO ser satisfatória, o efluente do filtro ainda possui uma carga orgânica remanescente, que vem se acumulando ao longo do tempo no solo por onde se dá o escoamento. Cabe ressaltar que as concentrações de matéria orgânica na camada superficial são pouco maiores que na camada sub-superficial para, indicando que a matéria orgânica presente no efluente não apresenta dificuldades para percolar até a profundidade estudada. 2,5 2 (g/kg) 1,5 1,5 ( -2cm) ( - 2cm) N 22 N 23 Figura 4 - Comparativo do Acúmulo de Nitrogênio nos Anos 22 e 23.

5 (mg/kg) ( -2cm) ( - 2cm) P 22 P 23 Figura 5 - Comparativo do Acúmulo de Fósforo nos Anos 22 e 23. Em relação aos nutrientes estudados, nota-se que o nitrogênio (Figura 4) apresentou um comportamento similar a matéria orgânica, ou seja, a amostra apresentou aumento mais significativo em relação a testemunha no ano de 23, sendo que a camada superficial e sub-superficial apresentam concentrações próximas, indicando percolação deste nutriente até a profundidade estudada. O fósforo corresponde a um dos fatores mais limitantes em solos tropicais, assim como se observa na amostra testemunha (Figura 5) que apresenta concentrações irrisórias em ambas profundidades para os anos de 22 e 23. Em relação à amostra influenciada pelo efluente, nota-se no ano de 22 uma representativa elevação nos teores de fósforo, principalmente para a camada superficial. As concentrações continuaram se elevando no ano de 23, em ambas profundidades, fato este provavelmente explicado pelo solo ainda não estar saturado, o que permite a manutenção de sua capacidade de adsorção. Os teores de fósforo nas amostras são mais elevados na camada superficial, o que provavelmente ocorre pela pequena concentração natural desse nutriente no solo, o que favorece uma maior adsorção na camada superior, impedindo a percolação de grandes concentrações para a camada inferior. Cabe ressaltar que o nitrogênio apresentou uma maior percolação para o horizonte sub-superficial por apresentar valores mais elevados na camada superior (> 2g/kg) quando comparados ao fósforo (< 15mg/Kg) CONCLUSÃO Com o desenvolvimento do presente estudo conclui-se que: - Mesmo o tipo disposição sendo escoamento superficial, onde se verifica a ocorrência de processos de lixiviação, o solo em estudo apresenta uma capacidade satisfatória de adsorção dos parâmetros avaliados, constituindo uma boa opção pra redução dos contaminantes do efluente do filtro anaeróbio. - Tendo em vista que entre os anos de 22 e 23 verificaram-se acréscimos significativos nas concentrações de todos os parâmetros avaliados, ou seja, supõe-se que o solo não alcançou a saturação. Portanto faz-se necessário a realização de novos estudos que continuem monitorando as alterações para este solo e indiquem a real capacidade de adsorção do mesmo REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN PUBLIC HEALH ASSOCIACION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 19 ed., Washington, CAMPOS, J.R. Tratamento de Esgotos Sanitários por Processo Anaeróbio e Disposição controlada no Solo. Rio de janeiro: ABES, p. EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Manual de Métodos de análises de Solos. 2 ed. Rio de Janeiro: EMBRAPA CNPS, p.

6 KO, M. T. et al. Configurações de Reatores Anaeróbios. In: CAMPOS, José Roberto (coordenador).tratamento de esgoto sanitário por processo anaeróbio e disposição controlada no solo. Rio de Janeiro: Projeto PROSAB, 1999.