XXVII Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental

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1 VI AVALIAÇÃO DE ASPECTOS DA FERTILIDADE E BIODISPONIBILIDADE DE METAIS TÓXICOS NO SOLO DE COBERTURA DE UM ATERRO SANITÁRIO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS VISANDO SUA VEGETAÇÃO Julio Cesar da Matta e Andrade (1) Engenheiro Agrônomo - UFES (1988). M.Sc. em Engenharia Ambiental - COPPE/UFRJ (2000). Especialista em Perícia e Auditoria Ambiental - Estácio de Sá (1995). Especialista em Planejamento Ambiental - UFF (1994). Claudio Fernando Mahler Engenheiro Civil. D.Sc. (1994) COPPE/UFRJ. Coordenador de Projetos Ambientais com as Universidades de Osnabrück e Braunschweig na Alemanha, Professor da COPPE/UFRJ, consultor na Área Ambiental e Mecânica dos Solos, publicou mais de 80 trabalhos em revistas e congressos nacionais e internacionais. Endereço (1) : Rua Eduardo Barbosa de Carvalho, 52 - Pendotiba - Niterói - R.J - CEP: Brasil - Tel/Fax: +55 (21) / julio_andrade@uol.com.br RESUMO A partir da abertura de 12 cavas em área delimitada sobre a capa de cobertura do aterro sanitário de resíduos sólidos urbanos de Santo Amaro/SP, foram retiradas amostras de solo em diferentes profundidades e efetuaram-se análises químicas com o objetivo de investigar a fertilidade, capacidade de suporte e possibilidade de biodisponibilização de metais tóxicos por plantas detentoras de raízes profundas. Foi medida a espessura da camada final de cobertura e analisados os nutrientes: Al, Ca, Mg, Ca+Mg, P, K, matéria orgânica e os metais: Mo, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb e Sn, em suas formas disponíveis (Mehlich 1) e pseudototais (água régia). Com a investigação verificou-se a presença de grandes diferenças na espessura da capa final de cobertura do aterro, que variou de 62 a mais de 277cm. Além disto esta apresentou heterogeneidade química bastante grande, mostrando a existência de condições diferenciadas para o desenvolvimento e suporte de plantas. Apesar da heterogeneidade química apresentada, foi verificado na maioria das cavas aumento do ph com a faixa de profundidade amostrada, evidenciando a ascensão do chorume de ph alcalino. Como conseqüência as cavas apresentaram com seu aprofundamento maiores teores disponíveis dos macronutrientes: fósforo, potássio, cálcio, magnésio e menores teores de alumínio. Teores de micronutrientes e metais pesados também aumentaram genericamente com a profundidade das cavas, pressupondo também para estes elementos, contribuição por ascensão do chorume. Quanto à fertilidade do solo, verificou-se que o baixo teor disponibilizado de alguns macro e micronutrientes restringiria o cultivo de muitas espécies de plantas, fato que poderia ser contornado com o uso de insumos e de técnicas agronômicas apropriadas em um adequado programa de preparo do solo, correção e adubação. Em relação aos teores de metais tóxicos encontrados, seria remota a possibilidade de contaminação do ambiente pelo transporte e biodisponibilização de metais tóxicos através da vegetação, pois não foram encontrados, para os elementos analisados, teores que permitissem classificar o solo de cobertura como contaminado. Deve-se observar também, que o aumento dos teores de metais tóxicos com a profundidade, ocorreu acompanhado de aumentos do ph e da quantidade de matéria orgânica; fatores que reduzem a possibilidade de disponibilização de metais tóxicos para incorporação pelas plantas. Apesar disto, deve-se observar que mudanças ambientais poderão alterar o equilíbrio e a situação atualmente existente. PALAVRAS-CHAVE: Poluição do Solo, Aterros Sanitários, Transporte de Poluentes, Recuperação de Áreas Degradadas, Geotecnia Ambiental. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 INTRODUÇÃO O número crescente de aterros de Resíduos Sólidos Urbanos, atualmente desativados, em desativação, ou sofrendo remediação, aumenta a preocupação quanto ao uso futuro destas áreas e sua recuperação para benefício da população, a qual deve ser compensada pelos prejuízos sofridos durante o período de operação do aterro, com a melhoria de seu conforto ambiental e o acréscimo de uma nova área destinada, por exemplo, à prática de esportes e/ou lazer. Comumente as melhorias ambientais obtidas, incluem o uso de vegetação associada a diferentes tipos de projetos, sendo este o motivo pelo qual o assunto é abordado e pesquisado em vários países. No entanto existem muitas dificuldades técnicas que são agravadas pela impossibilidade de uso generalizado de informações que envolvam fatores dependentes de características biológicas, climáticas e ambientais, intrínsecas ao local de estudo e às espécies a serem implantadas. Além disto, o fato de existirem nos resíduos sólidos urbanos, poluentes como os metais tóxicos, preocupa quanto à possibilidade de sua mobilização pelas plantas e contaminação ambiental. O desenvolvimento desse trabalho contou com o apoio de todo corpo técnico da ENTERPA Ambiental S.A., LIMPURB/ Prefeitura Municipal de São Paulo, EMBRAPA/Solos e EMBRAPA/Agrobiologia. OBJETIVOS Investigar o solo de um aterro sanitário de resíduos sólidos urbanos quanto à possibilidade de cultivo direto de plantas detentoras de raízes profundas sobre a camada final de cobertura e o risco de biodisponibilização de metais tóxicos ao ambiente. METODOLOGIA EMPREGADA RETIRADA DE AMOSTRAS E DETERMINAÇÃO DA ESPESSURA DA CAMADA FINAL DE COBERTURA O trabalho foi desenvolvido no Aterro Santo Amaro; um aterro sanitário de resíduos sólidos urbanos, situado no bairro de Pedreira (Zona Sul de São Paulo), que foi desativado como receptor de resíduos no dia 20 de janeiro de A investigação do solo foi efetuada a partir da abertura com retro-escavadeira de 12 cavas, distribuídas em parte do aterro que posteriormente seria destinada ao cultivo experimental de plantas. Coletaram-se amostras nas seguintes profundidades: 20 cm; 20 a 100 cm (quando a camada de cobertura possuía espessura superior a esta); de 100 cm até o local onde o solo da camada de cobertura começava a aparecer misturado ao lixo; solo-lixo (no presente trabalho, apesar da não existência de uma superfície delimitada de separação, optou-se pela denominação de solo-lixo, para descrever a camada em que o solo se apresentava misturado ao lixo, estando esta situada entre as fases ocupadas pelo solo e pelos resíduos sólidos urbanos). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 0 a 20 cm. 20 a 100 cm. 100 cm. até a so lo-lixo Interface so lo-lixo Figura n. º 01 - Perfil de amostragem. As cavas tiveram a espessura de camada de cobertura medida e após descarte do material superficial (visando reduzir a contaminação entre superfícies promovida pela retro-escavadeira na abertura das cavas), o solo foi coletado com o corte longitudinal de fatias do material dentro de cada uma das faixas de profundidade demarcadas para estudo. Este solo foi depositado em recipiente plástico com capacidade para 20 litros, misturado e destorroado. Retiraram-se então amostras com peso variando de 1 a 1,5Kg, que foram individualmente acondicionadas em sacos de papel numerados, visando a posterior análise de macronutrientes. Também foram retiradas e acondicionadas individualmente em sacos plásticos auto-selantes, porções de aproximadamente 100g, sendo estas destinadas à análise de micronutrientes e metais tóxicos. Tabela 01 - Profundidade das cavas. Cava Profundidade (cm) * *A retro-escavadeira alcançou com sua lança a profundidade de 277 cm, mas não conseguiu encontrar a solo/lixo. ANÁLISE DA FERTILIDADE, VARIAÇÃO DO PH E TEOR DE MATÉRIA ORGÂNICA Foram efetuadas análises rotineiramente utilizadas para determinação da fertilidade do solo pela EMBRAPA - Centro Nacional de Agrobiologia; tendo sido encontrados os resultados abaixo: Tabela 02 - Resultados da análise de rotina. Cava ppm ou Registro Textura ph Meq/100ml mg/dm³ no (determinação em de (cm) Al Ca+M Ca Mg P K Laboratório expedita) água g /97 Argilosa 7,1 0,0 5,3 3,8 1, /97 Argilosa 7,1 0,0 4,5 3,4 1, /97 Argilosa 7,7 0,0 7,9 6,1 1, /97 Argilosa 7,7 0,0 8,3 6,4 1, /97 Argilosa 7,1 0,0 5,4 4,0 1, /97 Argilosa 7,1 0,0 6,1 4,0 2, /97 Argilosa 6,9 0,0 4,2 2,5 1, /97 Argilosa 7,6 0,0 8,0 5,6 2, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 /97 Argilosa 7,0 0,0 7,0 4,2 2, /97 Argilosa 7,1 0,0 6,4 4,3 2, /97 Argilosa 7,3 0,0 6,8 5,0 1, /97 Argilosa 7,3 0,0 7,4 5,0 2, /97 Argilosa 5,6 0,2 4,3 2,8 1, /97 Argilosa 5,1 0,3 3,7 2,3 1, (a 2622/97 Argilosa 6,1 0,0 4,2 2,6 1, não foi atingida) /97 Argilosa 5,1 0,3 4,0 2,2 1, /97 Argilosa 5,6 0,2 3,7 2,1 1, /97 Argilosa 6,5 0,0 4,8 2,8 2, /97 Argilosa 7,9 0,0 7,9 5,4 2, /97 Argilosa 4,5 1,0 3,0 1,8 1, /97 Argilosa 4,7 0,0 13,3 10,2 3, /97 Argilosa 7,5 0,0 13,3 10,2 3, /97 Argilosa 6,3 0,0 4,0 2,5 1, /97 Argilosa 6,6 0,0 4,6 3,0 1, /97 Argilosa 5,5 0,2 5,0 3,4 1, /97 Argilosa 4,6 0,7 2,6 1,8 0, /97 Argilosa 4,6 0,8 2,4 1,3 1, /97 Argilosa 7,7 0,0 9,8 6,4 3, /97 Argilosa 4,5 0,6 2,6 1,5 1, /97 Argilosa 5,5 0,2 2,4 1,3 1, /97 Argilosa 7,4 0,0 3,8 2,3 1, /97 Argilosa 7,7 0,0 4,1 2,4 1, /97 Argilosa 6,6 0,0 3,8 2,1 1, /97 Argilosa 4,9 0,5 2,5 1,3 1, /97 Argilosa 5,0 0,4 2,8 1,5 1, /97 Argilosa 8,3 0,0 4,9 3,4 1, /98 Argilosa 4,0 0,2 8,7 5,2 3, /98 Argilosa 5,9 0,0 2,9 1,9 1, /98 Argilosa 6,8 0,0 5,7 3,9 1, /98 Argilosa 8,0 0,0 5,8 3,7 2, /98 Argilosa 6,4 0,0 4,1 2,4 1, /98 Argilosa 7,1 0,0 5,8 3,3 2, /98 Argilosa 7,3 0,0 7,1 4,1 3, /98 Argilosa 7,7 0,0 7,0 4,3 2, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Tabela 03 - Teores de matéria orgânica. Cava Profundidade (cm) Registro Teor de Carbono Matéria Orgânica no Laboratório (%) (%) /97 0,27 0, /97 0,06 0, /97 0,30 0, /97 0,33 0, /97 0,18 0, /97 0,21 0, /97 0,06 0, /97 0,72 1, /97 0,42 0, /97 0,48 0, /97 0,30 0, /97 0,48 0, /97 0,21 0, /97 0,06 0, (a não foi atingida) 2622/97 0,06 0, /97 0,27 0, /97 0,24 0, /97 0,06 0, /97 0,60 1, /97 0,45 0, /97 0,30 0, /97 1,38 2, /97 0,30 0, /97 0,15 0, /97 0,54 0, /97 0,30 0, /97 0,06 0, /97 1,20 2, /97 0,24 0, /97 0,15 0, /97 0,30 0, /97 0,24 0, /97 0,39 0, /97 0,30 0, /97 0,09 0, /97 0,54 0, /98 não efetuada não efetuada /98 não efetuada não efetuada /98 não efetuada não efetuada /98 não efetuada não efetuada /98 não efetuada não efetuada /98 não efetuada não efetuada /98 não efetuada não efetuada /98 não efetuada não efetuada ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 ANÁLISES DE MICRONUTRIENTES E METAIS PESADOS Foram realizadas pela EMBRAPA - Centro Nacional de Pesquisa de Solos, análises de micronutrientes e de metais tóxicos em amostras retiradas das cavas 1, 5, 6, 7, 8, 9 e 10, obedecendo a seguinte metodologia: teores disponíveis foram analisados a partir de digestão com solução de Mehlich 1, a qual é o padrão utilizado pela EMBRAPA na análise de micronutrientes; teores pseudototais (erradamente denominados, por muitos autores, de teores totais; pois a extração total é praticamente impossível), foram analisados com solução de água régia. É importante ressaltar que as leituras de todas as amostras foram feitas em triplicata, sendo utilizada a média entre as três leituras como resultado, reduzindo assim a margem de erro e que, embora o equipamento utilizado para avaliação dos teores tenha sido o mesmo (espectrofotômetro de plasma), ocorreram diferenças na sensibilidade das leituras efetuadas entre teores de pseudototais e disponíveis, pois no caso de disponíveis, foi utilizado acoplado ao espectrofotômetro um nebulizador ultrassônico, o qual aumenta a precisão das leituras em aproximadamente 10 vezes, o que não ocorreu na avaliação de pseudototais. Outro ponto importante a ser levado em consideração é que, embora auxilie a interpretação da distribuição local e biodisponibilidade de alguns metais considerados como micronutrientes, não existem índices com aplicação generalizada para classificação dos teores disponíveis obtidos com o extrator Mehlich (VAN RAIJ, 1991). Por outro lado, a extração com água régia permite que os teores pseudototais obtidos possam ser comparados com alguns teores internacionalmente utilizados na avaliação da contaminação do solo e resíduos. Tabela 04 - resultado das análises de solo para metais. Amostra Faixa (cava) de disponível (mg/dm 3 )/pseudototal (mg/kg) Profundidade (cm) Mo Cr Mn Fe Co C */* 0,162/53,7 10,0/88,7 39,4/ ,125/* C */* 0,136/60,4 6,07/75,2 25,7/ ,071/* C */* 0,211/56,7 14,1/92,1 63,4/ ,203/4,81 C1 170 */* 0,426/47,4 24,5/95,6 95,7/ ,333/* C */* 0,038/9,15 14,3/45,2 60,6/ ,049/* C */* 0,058/9,38 4,77/31,2 42,3/ ,047/* C */* 0,077/9,51 5,29/42,4 63,9/ ,044/* C5 213 */* 0,323/24,6 33,5/99,6 729/ ,255/* C */* 0,056/16,9 13,5/67,4 67,9/ ,194/* C */* 0,193/23,6 41,1/85,4 88,0/ ,369/* C6 62 */* 0,439/35,3 58,1/ / ,440/* C */* 0,121/21,3 16,3/763 57,2/76,3 0,271/* C */* 0,213/36,0 36,4/102 89,1/ ,753/* C7 86 */* 0,313/31,7 65,0/ / ,857/* C */* 0,048/8,22 6,38/42,2 55,1/ ,064/* C */* 0,045/* 6,78/35,9 63,4/8520 0,059/* C8 71 */* 1,15/37,6 47,8/ / ,531/* C */* 0,048/34 13,2/77,6 51,6/ ,207/* C */* 0,096/28,5 21,8/88,3 94,4/ ,368/4,54 C */* 0,405/52,2 47,1/98,8 264/ ,10/5,84 C9 207 */* 0,622/103 33,0/82,2 568/ ,367/5,77 C */* *0,05/50,0 15,9/98,8 26,5/ ,118/* C */* 0,099/14,3 9,30/68,6 83,8/ ,145/* C */* 0,268/32,4 84,5/ / ,78/5,79 C */* 0,680/23,4 23,4/79, / ,347/* *Teor do elemento abaixo do limite de detecção pela técnica utilizada. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 Tabela 05 - resultado das análises de solo para metais. Amostra Faixa (cava) de disponível (mg/dm 3 )/pseudototal (mg/kg) Profundidade (cm) Ni Cu Zn Cd Pb Sn C ,118/15,3 1,64/12,7 2,24/29,7 0,020/* 1,12/* */ C ,054/* 0,599/11,3 0,278/26,9 0,009/* 0,647/* */ C ,141/19,2 1,42/19,7 2,36/33,0 0,029/* 1,33/* */ C ,376/* 2,85/17,5 7,71/48,5 0,072/* 2,67/* */ C ,069/* 0,446/5,36 */22,3 0,011/* 1,26/* */ C ,044/* 0,293/4,44 */16,0 0,006/* 1,01/* */ C ,093/* 0,632/4,75 */23,15 0,010/* 1,08/* */ C ,425/12,0 2,66/14,2 3,70/39,5 0,081/* 2,81/* */ C ,064/* 0,372/5,89 */13,0 0,011/* 1,46/* */ C ,098/* 0,930/6,22 */13,2 0,012/* 2,23/* */ C6 62 0,605/* 5,15/29,1 11,7/72,8 0,086/* 4,85/* */ C ,81/* 0,578/6,67 */15,7 0,011/* 1,32/* */ C ,130/* 1,16/10,9 0,414/19,1 0,012/* 1,76/* */ C7 86 0,204/* 2,31/13,6 2,79/27,1 0,037/* 2,83/* */ C ,045/* 0,291/3,78 */10,2 0,007/* 1,62/* */ C ,026/* 0,257/* */10,5 */* 2,62/* */ C8 71 1,26/* 10,9/27,2 20,8/75,6 0,253/* 5,62/* */ C ,065/* 0,552/15,1 */11,5 0,007/* 2,31/* */ C ,113/* 1,02/17,7 5,58/13,9 0,017/* 3,44/* */ C ,189/19,2 1,52/19,8 0,665/16,0 0,042/* 2,74/* */ C ,222/22,2 0,937/8,94 0,430/20,0 0,061/* 1,59/* */ C ,070//* 0,327/12,3 */27,7 0,009/* 0,827/* */ C ,054/* 0,419/5,01 */16,9 0,008/* 1,22/* */ C ,114/12,3 1,84/15,7 2,72/15,7 0,024/* 4,72/* */ C ,588/* 5,21/14,8 5,90/30,5 0,151/* 5,43/* */ *Teor do elemento abaixo do limite de detecção pela técnica utilizada. DISCUSSÃO E CONCLUSÕES Com a perfuração de cavas foi possível verificar a existência de grandes diferenças na espessura da capa final de cobertura do Aterro Sanitário de Santo Amaro, a qual variou de 62 a mais de 277cm (a lança da retroescavadeira não alcançou maior profundidade). Além disto, análises químicas realizadas no solo de cada cava nas diferentes profundidades, mostraram grandes variações nos teores de elementos encontrados, evidenciando as diferentes origens e tratamentos recebidos pelo material de cobertura. Por estes motivos, as condições de suporte e desenvolvimento para as plantas, seriam diferenciadas pela localização na camada de cobertura.. Apesar da heterogeneidade, foi verificado que em 11 das 12 escavações realizadas, ocorreu aumento do ph com a faixa de profundidade amostrada; tendo sido encontrados na camada de contato do solo com o lixo (denominada de solo-lixo) os índices mais elevados (superiores a 7 em 10 das 12 cavas analisadas), demonstrando ter ocorrido ascensão do chorume (de ph alcalino no caso do Aterro de Santo Amaro). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Como conseqüência do aumento do ph, as cavas apresentaram, com a profundidade maiores, teores disponíveis crescentes dos macronutrientes fósforo, potássio, cálcio, magnésio e menores teores de alumínio. Teores de micronutrientes e metais pesados também aumentaram genericamente com o aprofundamento das cavas, fato que pressupõe a possibilidade de estar havendo contribuição de elementos pelos resíduos sólidos urbanos aterrados através da ascensão do chorume. O transporte destes elementos possivelmente deu-se por capilaridade (favorecida pelo alto teor de argila do solo); a qual também pode ter corroborado para o aumento dos teores de macronutrientes com a profundidade. Em relação à fertilidade do solo, objetivando ao estabelecimento vegetal, os resultados foram comparados com algumas tabelas de interpretação e classificação existentes na literatura brasileira (TOMÉ JR, 1997; ABREU, 1997; MALAVOLTA, 1992; VAN RAIJ, 1991; BORKERT, BATAGLIA, FERREIRA E PESSÔA DA CRUZ em FERREIRA E PESSÔA DA CRUZ, 1991), observando-se que para muitas das plantas apresentadas, existiriam, na maior parte do solo analisado, restrições ao cultivo pelo baixo teor disponibilizado de alguns macro e micronutrientes, fato este que pode ser tecnicamente contornado com o uso de insumos agronômicos de eficiência consagrada. Quanto à possibilidade de transporte e biodisponibilização de metais tóxicos por plantas; não foram encontrados, para os elementos analisados, teores que pela bibliografia pesquisada (ROCHA, 1998; SILVA, 1995; WEBBER et al., 1984), permitissem classificar o solo de cobertura como contaminado. Apesar disto, deve-se observar que os teores apresentaram, em sua maioria, valores bem mais elevados na camada de contato do solo com o lixo. O assunto, no entanto, merece ser melhor estudado, pois embora o aumento dos teores de metais tóxicos com a profundidade ocorra acompanhado de aumento do ph e da quantidade de matéria orgânica, que são fatores capazes de reduzir a biodisponibilidade de muitos destes elementos e de seus quelantes, pode o equilíbrio atual ser modificado com o tempo, ocorrendo neste caso, possibilidade de fitodisponibilidade e contaminação.. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ABREU, C. A. de, LOPES, A. S., VAN RAIJ, B. Análise de micronutrientes em solos brasileiros: situação atual e perspectiva. In: Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, julho de 1997, Rio de Janeiro. Anais. Rio de Janeiro: ABCS, BATAGLIA, O. C. Ferro. Apud FERREIRA, M. E., PESSÔA DA CRUZ, M. C. Micronutrientes na agricultura. Piracicaba: POTAFOS/CNPq p BORKERT, C. M. Manganês. Apud FERREIRA, M. E., PESSÔA DA CRUZ, M. C. Micronutrientes na agricultura. Piracicaba: POTAFOS/CNPq p FERREIRA, M. E., PESSÔA DA CRUZ, M. C. Cobre. Apud FERREIRA, M. E., PESSÔA DA CRUZ, M. C. Micronutrientes na agricultura. Piracicaba: POTAFOS/CNPq p MALAVOLTA, E. ABC da análise de solos e folhas. São Paulo: Ed. Agronômica Ceres, p. 6. MALAVOLTA, E. Manual de química agrícola: adubos e adubação. São Paulo: Ed. Agronômica Ceres, p. 7. ROCHA, M. T. Utilização de lodo de esgoto na agricultura: um estudo de caso para as bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí. Orientador: Ricardo Shirota. Piracicaba: USP, Dissertação. (Mestrado em Economia Aplicada) 8. SILVA, F. C. da. Uso agronômico de lodo de esgoto: efeitos em fertilidade do solo e qualidade da cana-de-açúcar. Orientador Antônio Enedi Boaretto. Piracicaba: USP, Tese. (Doutorado em Agronomia) 9. WEBBER, M. B., KLOKE, A. TJELL, J. C. A review of current sludge use guidelines for the control of heavy metal contamination in soils. In: L Hermite, P., OTT, h. Processig and use of sewage sludge: 3 rd, International Simposium: papers. Dordrecht: D. Reidel, p ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8