AVALIAÇÃO DO USO AGRÍCOLA DE ESCÓRIA DE ACIARIA COMO CORRETIVO E FERTILIZANTE DE SOLOS

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1 Companhia Siderúrgica de Tubarão & Universidade Federal de Viçosa AVALIAÇÃO DO USO AGRÍCOLA DE ESCÓRIA DE ACIARIA COMO CORRETIVO E FERTILIZANTE DE SOLOS Universidade Federal de Viçosa MAURO L. T. CORRÊA - mauro@solos.ufv.br JAIME W. V. DE MELLO - jwvmello@mail.ufv.br Companhia Siderúrgica de Tubarão - EUGENIO JOSÉ AGRIZZI - agrizzi@tubarao.com.br LAZARO LUIZ BORGES - lazaro@tubarao.com.br

2 INTRODUÇÃO A utilização de escórias de siderurgias como insumo agrícola vem sendo estudada já há algum tempo em várias partes do mundo, com resultados satisfatórios. Nos EUA o seu uso é aprovado por agencias federais de agricultura e licenciados por alguns órgãos estaduais. (Arthur D. Litle, Ltd 1999) Em alguns paises da Europa testes realizados indicam melhora na propriedade dos solos ácidos. (Arthur D. Litle, Ltd 1999). Na França o uso de escoria na agricultura vem sendo feito há mais de 20 anos (Arcelor).

3 INTRODUÇÃO Nos EUA, o uso e pesquisas de escoria na agricultura, são assuntos novos. A Tennessee Valley Resources, Inc. produz um produto chamado TVR LIMING que é um co-produto da industria siderúrgica. Neutraliza as propriedades acidas do solo e também acrescenta Mg, Ca, Fe, Mn, e PO. Fixa N no solo, através de bactérias. Aumenta também a eficiência dos herbicidas aplicados nos plantios.

4 INTRODUÇÃO A legislação brasileira prevê a utilização da escoria, principalmente como corretivo da acidez dos solos. Para tanto, estabelece normas quanto a qualidade que o corretivo deve apresentar. Exemplo: Portaria do Ministério da Agricultura de 4/03/1983. Aprova normas para inspeções e fiscalização de produção e comercio de fertilizantes e corretivos destinados à agricultura. - No caso de corretivo de escórias em geral, deve atender valores mínimos, como PN 60 % de CaCO 3.

5 INTRODUÇÃO Uma preocupação é com a presença de metais pesados, portanto, seu uso deve ser precedido de estudos para avaliar a potencialidade de contaminação ambiental, bem como sua eficiência agronômica.

6 PRINCIPAIS APLICAÇÕES DA ESCÓRIA DE ACIARIA NA CST Uso de escoria como lastro ferroviário. Aplicação de escória com redução de expansão (Acerita), na construção de base e capeamento asfáltico. Utilização de escoria in natura na cobertura de vias vicinais.

7 OBJETIVOS Avaliar a possibilidade de utilização de escória de aciaria da CST como corretivo de acidez de solos para uso agrícola. Avaliar a presença de metais pesados nos solos tratados com a escória e sua disponibilidade para as plantas. Avaliar a mobilização de metais pesados em dois diferentes tipos de solos submetidos a diferentes doses de escoria de aciaria e CaCO 3.

8 METODOLOGIA Caracterização química das escórias As amostras com granulometria entre 0 a 1,0 e 2,0 a 10,0 mm foram submetidas a seguintes análises: P total, solúvel em ácido cítrico e solúvel em água (EMBRAPA, 1999). Teores de CaO e MgO (EMBRAPA, 1999) e determinados por EAA. Teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Pb, Cd e Cr, extraídos por ataque tri-ácido (EMBRAPA, 1997) e determinados por EAA. Com 3 repetições cada

9 Experimento montado no Delineamento Inteiramente Casualizado (D.I.C) e esquema fatorial (3x2x4), num total de 72 parcelas, sendo: 3 corretivos da acidez: Escória nas granulometrias de 0,0-1,0 e 2,0-10,0 mm; e CaCO 3 p.a. 2 solos: METODOLOGIA Curva de incubação de solos coletados no ES com a escória Latossolo Vermelho-amarelo (LVA) de Viana - ES; e Latossolo Amarelo (LA) de Nova Almeida - ES. 4 diferentes doses de corretivos: 0,0; 0,5; 1,0 e 2,0 N.C., estimadas pela acidez potencial.

10 METODOLOGIA Experimento na Casa de Vegetação com Sorghum bicolor (L.) Moench. Experimento montado no D.I.C. e fatorial {2 x (2 x 3 + 1) + 6}, num total de 60 parcelas.

11 METODOLOGIA Tratamentos realizados para verificar a presença de metais pesados nas plantas e nas amostras de solo utilizando alface (Lactuca sativa) 6 tratamentos adicionais (2 x 2 + 2), sendo : 2 solos: - Latossolo Vermelho-amarelo (LVA) ; e - Latossolo Amarelo (LA). 2 corretivos da acidez na dose de 1,0 N.C.: - Escória de granulometria < 1,0 mm; e -CaCO 3 p.a. 2 testemunhas: - Dose 0,0 N.C. (uma para cada solo).

12 RESULTADOS Caracterização Química da Escória Composição química de escórias de aciaria com granulometria inferior a 1 mm e de 2 a 10 mm da Cia Siderúrgica de Tubarão... Escória de aciaria... Composição Química 1/ < 1 mm 2-10 mm P 2 O 5 total (%) 1,36 1,54 P 2 O 5 solúvel em ácido cítrico (%) 0,00 0,00 CaO (%) 43,89 47,00 MgO (%) 7,46 6,73 Fe (%) 14,33 19,64 Mn (%) 2,41 2,64 Ni (mg kg -1 ) 33,40 67,27 Cr (mg kg -1 ) 496,08 523,51 Zn (mg kg -1 ) 29,20 34,30 Cu (mg kg -1 ) 38,00 108,33 Pb (mg kg -1 ) 0,00 0,00 Cd (mg kg -1 ) 10,87 24,13 P.N. (%) 75,63 57,48 E.R. (%) 66, / Média de três repetições.

13 RESULTADOS Caracterização Química e Física dos Solos Resultados analíticos 1/ LVA 2/ LA 3/ ph (H 2 O) 5,0 5,6 P (mg kg -1 ) 2,62 1,58 K + (cmolc kg -1 ) 0,24 0,15 Ca 2+ (cmolc kg -1 ) 1,02 1,07 Mg 2+ (cmolc kg -1 ) 0,81 0,71 Al 3+ (cmolc kg -1 ) 0,60 0,20 H + Al (cmolc kg -1 ) 6,05 3,22 SB (cmolc kg -1 ) 2,07 1,93 Areia grossa (dag kg -1 ) Areia fina (dag kg -1 ) Silte (dag kg -1 ) 12 5 Argila (dag kg -1 ) Classe textural Argilo-arenosa Franco-arenosa Capacidade de campo (%) 27,72 13,72 1/ Média de 3 repetições; 2/ Latossolo Vermelho-amarelo, coletado no municípo de Viana-ES; e 3/ Latossolo Amarelo, coletado no município de Nova Almeida-ES.

14 RESULTADOS Curvas de Incubação dos Solos Quantidades de corretivos utilizadas para neutralizar a acidez dos solos, calculadas com base no P.N. dos corretivos e da acidez potencial dos solos Solo Corretivo CaCO 3 p.a. Escória < 1 mm Escória 2-10 mm...média 3/ (t ha -1 )... LVA 1/ 6,05 8,01 10,53 LA 2/ 3,22 4,26 5,61 1/ Latossolo Vermelho-amarelo, coletado no municípo de Viana-ES; 2/ Latossolo Amarelo, coletado no município de Nova Almeida-ES; e 3/ Média de 3 repetições. Para atingir o ph ideal num cultivo de sorgo, necessita-se uma dose de 1,5 a 1,7 maior de Escória < 1mm em relação a dose de CaCO 3.

15 RESULTADOS Valores de ph dos Solos após 42 horas de incubação ph ph 8,0 8,0 7,5 7,5 7,0 7,0 6,5 6,5 6,0 6,0 1a 1a -- Latossolo Latossolo Vermelho-amarelo Vermelho-amarelo 5,5 5,5 5,0 5, ,5 0, ,5 1,5 Doses Doses de de corretivos corretivos (NC) (NC) ph ph 8,0 8,0 7,5 7,5 7,0 7,0 6,5 6,5 6,0 6,0 1b 1b -- Latossolo Latossolo Amarelo Amarelo 5,5 5,5 5,0 5, ,5 0, ,5 1,5 Doses Doses de de corretivos corretivos (NC) (NC) Carbonato de de cálcio cálcio p.a. p.a. Escória Escória < 11 mm mm Escória Escória mm mm

16 RESULTADOS Teores de Cálcio nos Solos após 42 horas de incubação [Ca [Ca ] ] (cmolc (cmolc kg kg -1-1 ) ) 2a 2a -- Latossolo Latossolo Vermelho-amarelo Vermelho-amarelo 8,0 8,0 7,0 7,0 6,0 6,0 5,0 5,0 4,0 4,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 0,0 0, ,5 0, ,5 1,5 Doses Doses de de corretivos corretivos (NC) (NC) [Ca [Ca ] ] (cmolc (cmolc kg kg -1-1 ) ) 2b 2b -- Latossolo Latossolo Amarelo Amarelo 8,0 8,0 7,0 7,0 6,0 6,0 5,0 5,0 4,0 4,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 0,0 0, ,5 0, ,5 1,5 Doses Doses de de corretivos corretivos (NC) (NC) Carbonato Carbonato de de cálcio cálcio p.a. p.a. Escória Escória < 11 mm mm Escória Escória mm mm

17 RESULTADOS Resposta das plantas ao uso de escória como corretivo LVA sem corretivo LVA 0,6 NC LVA 1,2 NC LVA 2,4 NC Efeito de doses crescentes de escória < 1 mm em plantas de sorgo, após 15 dias de cultivo em Latossolo Vermelho-amarelo.

18 RESULTADOS Teores de Metais Pesados no Solo cultivado com alface Ni, Ni, Cd, Cd, Pb, Pb, Cr Cr e e As As (mg (mg kg kg -1-1 ) ) a 8a -- Latossolo Latossolo Vermelho-amarelo Vermelho-amarelo Ni Ni Cd Cd Pb Pb Cr Cr As As Ni, Ni, Cd, Cd, Pb, Pb, Cr Cr e e As As (mg (mg kg kg -1-1 ) ) b 8b -- Latossolo Latossolo Amarelo Amarelo Ni Ni Cd Cd Pb Pb Cr Cr As As Testemunha Testemunha (0,0 (0,0 NC) NC) Carbonato Carbonato (1,0 (1,0 NC) NC) Escória Escória < 11 mm mm (1,0 (1,0 NC) NC) Teores de Ni, Cd, Pb, Cr e As no Latossolo Vermelho-amarelo e no Latossolo Amarelo após cultivo de alface.

19 RESULTADOS Concentração de Níquel e Cromo no Solo e em Rochas Ni Cr Referências... mg kg Rochas Cannon (1978) Ultramáficas Basálticas Graníticas Solos Bowen (1979) 0, , Ure & Berrow (1982) Mitchell (1964) Shacklette (1984) 0, , Berrow & Reaves (1986) Fonte: ALLOWAY, B.J. Heavy metals in soil (1993).

20 APRESENTAÇÕES Apresentações: -XXXIII SEMINARIO DE FUSÃO, REFINO E SOLIDIFICAÇÃO DOS METAIS em 2002 SANTOS SP -9º Encontro Regional de ILAFA CADIMA IBS Vitória - maio de 2003 Publicação: - Revista Latiers Siderurgique nº 83 dez/2002 da CTPL - Centre Technique et de Promotion des Laitiers Siderugiques. - Artigos em publicações cientificas.

21 MOBILIZAÇÃO DE METAIS PESADOS NOS DOIS SOLOS, SUBMETIDOS A DIFERENTES DOSES DE ESCÓRIA DE ACIARIA E CaCO 3 2ª ETAPA DA PESQUISA

22 LIXIVIAÇÃO 7,5 cm Coluna de lixiviação 15 cm Substrato + quartzo Papel de filtro Solução lixiviada Representação esquemática de uma coluna de lixiviação.

23 METODOLOGIA Foram montadas colunas de lixiviação utilizando-se amostras de um Latossolo Vermelho-Amarelo e um Latossolo Amarelo. Três repetições, perfazendo um total de 54 parcelas. Utilizados: 2 corretivos da acidez, CaCO3 p.a. e escória < 1 mm; 2 solos; 4 doses crescentes dos corretivos, correspondentes a 0,6; 1,2; 2,4 e 10 vezes NC; As amostras contidas nas colunas foram submetidas a lixiviações a cada 7 dias.

24 RESULTADOS Composição Química da Escória < 1,0 mm Composição Química 1/ P 2 O 5 total (%) P 2 O 5 solúvel em ácido cítrico (%) CaO (%) MgO (%) Fe (%) Mn (%) Zn (mg kg -1 ) Cu (mg kg -1 ) P.N. (%) Escória de aciaria 1,36 0,00 43,89 7,46 14,33 2,41 29,20 38,00 75,63 1/ Média de três repetições.

25 METODOLOGIA Fracionamento de Cromo no Solo Nesta etapa do trabalho foram analisadas todas as amostras de solo, com seus respectivos tratamentos, além da amostra de escoria; Os extratos obtidos foram filtrados e acondicionados em frascos plásticos e acidificados para posterior análise. A quantificação dos metais obtidos nessa extração foi realizada por espectrometria de absorção atômica.

26 Amosta RESULTADOS Teores de Cd, Ni e Cr no Solo e na Escória Dose (NC) Cd Ni Cr mg kg -1 / LVA 0,0 < 0,7 12,29 46,85 1,2 < 0,7 12,20 45,96 2,4 < 0,7 11,50 46,18 10,0 < 0,7 11,33 52,76 LA 0,0 < 0,7 0,97 17,39 1,2 < 0,7 0,80 19,58 2,4 < 0,7 0,90 20,06 10,0 < 0,7 1,03 23,46 Escória < 1,8 < 0,4 277,23 Media de três repetições ± coeficiente de variação (%)

27 RESULTADOS O teor total de Cr aumentou, à medida que, aumentou-se à quantidade de escória aplicada ao solo. Contudo, devese ressaltar, que mesmo na dose equivalente a 10 vezes a NC, as concentrações de Cr no solo encontram-se dentro dos padrões máximos permitidos para vários países. EUA são de mg kg-1; Reino Unido são de 400 mg kg-1. Em relação ao Ni e Cd verifica-se que a utilização da escória, mesmo na dose de 10 NC, não promoveu acréscimo dos teores desses elementos nos solos.

28 RESULTADOS Resultado das pesquisas do Paulo Lana e Esdras, da área de Vendas Especiais da CST, com pimenteiras adubadas com escoria com granulometrias de 0 a 1 mm.

29 CONCLUSÕES FINAIS A escória < 1 mm se mostrou eficiente para corrigir a acidez, neutralizar o Al tóxico dos solos e suprir as plantas com Ca e Mg; A escória entre 2 e 10 mm não apresentou resultados satisfatórios como corretivo da acidez dos solos; Não foram observados indícios de contaminação dos solos ou das plantas por metais pesados, sugerindo que a escória tem grande potencial de uso na agricultura como corretivo da acidez dos solos.

30 PRÓXIMAS ETAPAS Ensaios em casa de vegetação utilizando o milho, estudando um maior nº de solos ácidos e escórias com características variáveis em comparação ao calcário comercial. Ensaios em campo com cultivos de importância econômica (café, cana de açúcar soja e milho), visando avaliar eficiência agronômica, econômica e impactos ambientais. Estudo em parceria com a FINEP.

31 CONTATOS Companhia Siderúrgica de Tubarão EUGENIO JOSÉ AGRIZZI - agrizzi@tubarao.com.br LAZARO LUIZ BORGES - lazaro@tubarao.com.br Divisão de Meio Ambiente Av. Brig. Eduardo Gomes, Jd. Limoeiro Serra - ES, CEP PCE-190 Tel. (27) Fax. (27) Universidade Federal de Viçosa MAURO L. T. CORRÊA - mauro@solos.ufv.br JAIME W. V. DE MELLO - jwvmello@mail.ufv.br UFV - Avenida P. H. Rolfs s/n - Campus UFV Viçosa MG, CEP Tel. (31) /