AVALIAÇÃO DA QUALIDADE FISICO-QUÍMICA E MICROBIOLÓGICA DO LODO PRODUZIDO EM UMA ETE PARA APLICAÇÃO NA AGRICULTURA

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1 AVALIAÇÃO DA QUALIDADE FISICO-QUÍMICA E MICROBIOLÓGICA DO LODO PRODUZIDO EM UMA ETE PARA APLICAÇÃO NA AGRICULTURA Tatiana Silva Tironi 1, Josiel Moretti 2, Samoel Ferreira Borges 3, Marcio Luis Sottile França 4, Edilsa Rosa da Silva 5. 1 Acadêmica do curso de Tecnologia em Bioprocessos e Biotecnologia da Universidade Tuiuti do Paraná (Curitiba, PR), técnica USEG/SANEPAR; 2 Acadêmico do curso de Engenharia Agronômica da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (Curitiba, PR), estagiário da USEG/SANEPAR, no acompanhamento do processo de reciclagem agrícola do lodo de esgoto na Região Metropolitana de Curitiba; 3 Técnico Agropecuário, formado pelo Colégio Agrícola Estadual Getúlio Vargas PR. Gestor da reciclagem agrícola de lodo de esgoto na Região Metropolitana de Curitiba, USEG/SANEPAR; 4 Geógrafo, Prof. Msc. Universidade Tuiuti do Paraná (Curitiba, PR); 5 Economista Doméstica, Profa. Dra. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (Curitiba, PR). Endereço para correspondência: Tatiana Silva Tironi, tati.tironi@terra.com.br RESUMO: O lodo de esgoto é um subproduto do tratamento de águas residuárias e é rico em nutrientes como nitrogênio e fósforo. Este lodo, depois de tratado e higienizado, pode ser usado como fonte de nutrientes para o solo, promovendo a reciclagem agrícola do lodo. Este trabalho teve como proposta realizar uma avaliação da qualidade físico-química do lodo produzido em uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) higienizado através de adição de cal. As análises foram realizadas pela empresa Ecosystem, segundo as recomendações do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21ª edição, Os resultados encontrados se mostraram compatíveis com a legislação ambiental vigente (Conama 375/06). Palavras-chave: lodo de esgoto, reciclagem agrícola de lodo de esgoto. ABSTRACT: The sewage sludge is a byproduct of the treatment of wastewater and is rich in nutrients such as nitrogen and phosphorus. The sludge, after cleaned and treated, can be used as a source of nutrients to the soil, promoting its agricultural use. This paper has proposed an evaluation of the physical chemical quality of the sludge produced at a sewage treatment treated by liming. The tests were performed by the Ecosystem, "Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st edition, The results were consistent with current environmental legislation. Keywords: sewage sludge, agricultural use of sewage sludge. 1

2 INTRODUÇÃO Questões ambientais vêm recebendo cada vez mais atenção da humanidade. Toda atividade humana gera algum tipo de resíduo. Essas atividades incluem, principalmente, necessidades básicas como as relacionadas ao consumo de água com conseqüente descarte dos esgotos. O Lodo de Esgoto, produzido como subproduto do tratamento de águas residuárias, é um produto rico em nutrientes como nitrogênio, fósforo e potássio. Este lodo, depois de tratado e higienizado, torna-se um bom fornecedor de nutrientes para o solo, promovendo a reciclagem agrícola de lodos de esgoto, ou biossólido, como é conhecido. Esta reciclagem, além de contribuir para a despoluição dos corpos d água, tem como vantagem a melhoria de características físicas, químicas e biológicas dos solos em razão de suas propriedades fertilizantes e condicionadoras. A produção de biossólidos em uma Unidade Gerenciadora de Lodo (UGL), segundo a legislação, deve ser dividida em lotes. Estes lotes devem ser avaliados segundo parâmetros, quanto à sua sanidade, características agronômicas, contaminantes orgânicos e substâncias inorgânicas presentes no lodo, obedecendo a uma determinada freqüência relacionada com a quantidade de biossólido gerado pela UGL (BRASIL, 2006). Este trabalho teve como proposta realizar uma avaliação da qualidade físico-química e microbiológica do lodo produzido em uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), através da análise de dados fornecidos pela Unidade de Serviço de Esgoto da Região Metropolitana de Curitiba (USEG/Sanepar). MATERIAIS E MÉTODOS O biossólido analisado foi produzido na ETE Belém, Sanepar. O lodo foi primeiramente prensado e depois higienizado através da adição de cal. Os lotes amostrados foram produzidos de março de 2008 a janeiro de 2009 e correspondem aos lotes 91, 92, 93, 94, 95 e 96 (sub-lote A). Os lotes foram formados bimestralmente, mas as coletas para algumas análises foram mensais, correspondendo aos sub-lotes A e B. As amostras foram analisadas pelo laboratório Ecosystem, Campinas - SP, seguindo metodologia recomendada no livro Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21ª edição, 2005 e os resultados das análises foram fornecidos pela USEG/Sanepar. Os resultados das análises foram tabulados em Microsoft Excel e interpretados conforme os valores de referência estabelecidos pela legislação vigente. A amostra foi 2

3 descrita estatisticamente através de medidas de tendência central e de dispersão para posterior comparação com a legislação vigente. A seguir (tabelas 1, 2 e 3) são registradas as metodologias utilizadas para a realização das análises do lodo. TABELA 1 PARÂMETROS INORGÂNICOS E METODOLOGIAS UTILIZADAS PARÂMETRO METODOLOGIA Arsênio Bário Cádmio SM3500-D Chumbo Cobre SM3111-B Cromo Mercúrio SM3114-C Molibdênio Níquel Selênio SM3500-A Zinco TABELA 2 PARÂMETROS MICROBIOLÓGICOS E METODOLOGIAS UTILIZADAS PARÂMETRO METODOLOGIA Vírus Entéricos SM9510-A Ovos Viáveis de SM9711 helmintos Ovos Inviáveis de helmintos SM9711 Coliformes Termotolerantes SM9221-E Salmonella SM 9260-B TABELA 3 PARÂMETROS AGRONÔMICOS E METODOLOGIAS UTILIZADAS PARÂMETRO METODOLOGIA Carbono Orgânico SM 5310-B Fósforo Total SM 4500-C Nitrogênio Kjeldahl SM 4500-C Nitrogênio Amoniacal SM 4500-C Nitrito Nitrato SM 4500-E/B ph, em H 2 O (1-10) SM 4500-B Potássio Total SM 3111-B Sódio total SM 3111-B Enxofre total SM 3111-B Cálcio total SM 3111-B Magnésio total SM 3111-B Umidade SM 2540-G Sólidos Voláteis SM 2540-E Sólidos Totais SM 2540-B 3

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Os parâmetros agronômicos analisados têm apenas caráter informativo, mas devem ser consultados para a elaboração do projeto agronômico (ou recomendação agronômica). Apenas para a estabilidade do lodo é imposto um valor de referência pela legislação. A legislação considera que é estável o lodo com a relação entre sólidos voláteis e sólidos totais inferior a 0,70. Todos os resultados foram satisfatórios quanto a este quesito. Os parâmetros microbiológicos e de metais pesados mantiveram-se abaixo do limite aceitável em todas as análises realizadas no período. Os valores das análises de cada parâmetro, os de referência (quando aplicáveis) bem como as medidas estatísticas descritivas estão mostrados nos quadros 1 a 6. QUADRO 1 - RESULTADOS DAS ANÁLISES DE SANIDADE DOS LOTES E SUB- LOTE Coliformes Termotolerantes (NMP/g base seca) LOTES B91 A B96A Salmonella Ovos viáveis de helmintos (nº ovos/g de base seca) Vírus Entéricos (UFP/g de ST) B91-A Ausente Ausente 0 Ausente B91-B Ausente Ausente 0 Ausente B92 - A Ausente Ausente 0 Ausente B92 - B Ausente Ausente 0 Ausente B93 - A Ausente Ausente 0,01 Ausente B93 - B Ausente Ausente 0 Ausente B94 - A Ausente Ausente 0,01 Ausente B94 - B Ausente Ausente 0 Ausente B95 - A Ausente Ausente 0,02 Ausente B95 - B Ausente Ausente 0 Ausente B96 - A Ausente Ausente 0 Ausente CMP <103 NMP / g de ST Ausente < 0,25 ovo / g de ST < 0,25 UFP ou UFF / g de ST QUADRO 2 - RESULTADOS DAS ANÁLISES DE SÓLIDOS TOTAIS FIXOS DOS LOTES E SUB-LOTES B91 A B96A LOTE B91 B92 B93 B94 - A B94 - B B95 - A B95 - B B96 - A % STF 87,87 87,95 87,48 87,14 87,74 87,68 87,55 87,22 4

5 QUADRO 3 - RESULTADOS DAS ANÁLISES DE PARÂMETROS AGRONÔMICOS DAS AMOSTRAS DOS LOTES B91 A B96A LOTE CO% P2O5% N Kjeldahl % N Amoniacal % Nitrito Nitrato % ph B91 7,015 0,139 2,060 0,010 < 0,01 12,290 B92 6,932 0,136 1,973 0,009 < 0,01 12,500 B93 6,453 0,139 1,932 0,001 < 0,01 12,340 B94 - A 7,265 0,134 1,956 0,009 < 0,01 12,680 B94 - B 7,389 0,131 1,980 0,009 < 0,01 13,900 B95 - A 7,658 0,138 2,025 0,010 < 0,01 12,200 B95 - B 6,975 0,089 1,964 0,009 <0,01 12,560 B96 - A 7,699 0,136 1,992 0,009 <0,01 12,860 média 7,173 0,130 1,985 0,008 12,666 desvio padrão 0,415 0,017 0,041 0,003 0,543 QUADRO 4 - RESULTADOS DAS ANÁLISES DE PARÂMETROS AGRONÔMICOS LOTE DAS AMOSTRAS DOS LOTES B91 A B96A (CONTINUAÇÃO) K2O% Na + % S total CaO% MgO% Umidade % Sólidos Voláteis % Solidos Totais % B91 0,025 0,043 0,274 2,546 0,917 58,000 12,130 42,000 B92 0,027 0,041 0,282 2,541 0,930 59,440 12,050 40,560 B93 0,027 0,040 0,030 2,546 0,944 54,570 12,518 45,430 B94 - A 0,028 0,040 0,291 2,539 0,936 56,950 12,860 43,050 B94 - B 0,028 0,040 0,292 2,539 0,938 55,480 13,260 44,520 B95 - A 0,074 0,041 0,279 12,134 7,677 42,380 12,315 57,620 B95 - B 0,072 0,040 0,279 12,581 8,023 57,530 12,450 42,470 B96 - A 0,072 0,039 0,285 12,733 7,806 50,168 12,779 49,832 média 0,044 0,040 0,251 6,270 3,521 54,315 12,545 45,685 desvio padrão 0,023 0,001 0,090 5,147 3,574 5,583 0,404 5,583 5

6 QUADRO 5 - RESULTADOS DAS ANÁLISES DE METAIS PESADOS DOS LOTES E SUB-LOTES B91 A B96A LOTE As Ba Cd Pb B91 < 0, ,00 0,19 14,17 B92 < 0, ,00 0,21 13,90 B93 - A < 0, ,00 0,21 14,40 B93 - B < 0, ,00 0,25 14,10 B94 - A < 0, ,00 0,24 14,80 B94 - B < 0, ,00 0,22 15,00 B95 - A < 0, ,00 0,25 13,80 B95 - B < 0, ,00 0,30 12,30 B96 - A < 0, ,00 0,27 13,60 média < 0, ,00 0,24 14,01 desvio padrão 7,09 0,03 0,79 Concentração Máxima Permitida (mg/kg, base seca) QUADRO 6 - RESULTADOS DAS ANÁLISES DE METAIS PESADOS DOS LOTES E SUB-LOTES B91 A B96A (CONTINUAÇÃO) LOTE Cu Cr Hg Mo Ni Se Zn B91 102,00 33,50 < 0,0001 0,02 65,80 7,82 374,00 B92 105,00 37,20 < 0,0001 0,03 63,20 9,31 413,00 B93 - A 95,60 34,50 < 0,0001 0,02 57,50 8,84 430,00 B93 - B 98,40 35,00 < 0,0001 0,02 55,20 8,57 456,00 B94 - A 102,50 33,80 < 0,0001 0,02 5,95 8,43 445,00 B94 - B 99,70 35,60 < 0,0001 0,03 58,00 8,70 438,00 B95 - A 101,00 32,70 < 0,0001 0,03 60,20 8,56 420,00 B95 - B 104,50 35,80 < 0,0001 0,02 64,00 8,92 455,00 B96 - A 97,30 33,70 < 0,0001 0,02 57,80 8,98 421,00 média 100,67 34,64 < 0,0001 0,02 54,18 8,68 428,00 desvio padrão 3,20 1,40 0,003 18,42 0,42 25,40 CMP (mg/kg, base seca) O lodo de esgoto é um resíduo dos sistemas de tratamento de águas residuárias, que concentra as impurezas e o material potencialmente poluidor destas águas. Mas pelo mesmo 6

7 motivo que o lodo tem capacidade de concentrar organismos patógenos e metais pesados vindos no esgoto, ele também concentra nutrientes e matéria orgânica também presentes nas águas residuárias. (FERREIRA e NISHIYAMA, 2003). Como todo resíduo, este lodo deve ser corretamente disposto de forma a impedir que venha a contaminar ou prejudicar as pessoas. Uma das possibilidades de disposição do lodo de esgoto, tanto economicamente quanto em relação à aspectos ambientais, é a reciclagem agrícola, que visa fornecer ao solo os nutrientes e a matéria orgânica presentes nele. (SILVÉRIO, 2004; ANDREOLI et al., 1999). Porém, por causa da presença de patógenos e outros potenciais contaminantes microbiológicos no lodo, este deve passar por algum processo de descontaminação para a sua posterior aplicação no solo. Uma das alternativas economicamente viáveis de higienização do lodo é a calagem, ou seja, a aplicação de cal no lodo, objetivando a alcalinização brusca do meio, o que pode inativar ou destruir a maior parte destes patógenos e também atuar na estabilidade química do solo. (ANDREOLI et al., 1998; ANDREOLI et al., 1999; ANDREOLI, 2006; MONPOEHO et al., 2004). Outro problema da aplicação do lodo de esgoto na agricultura é a presença de metais pesados neste biossólido. Estudos demonstram que o lodo proveniente do tratamento urbano contém baixos teores de metais pesados e que pode não levar a um acúmulo significativo destes metais no solo (SILVÉRIO, 2004). Por outro lado, pesquisas sugerem que estes metais pesados podem se complexar com substâncias húmicas presentes no solo, dificultando a detecção destes metais em posteriores análises no solo. (SANTOS, 2006). Para que houvesse um melhor controle desta aplicação, o Conselho Nacional do Meio Ambiente - Conama editou uma resolução para o uso agrícola de lodos de esgoto. A Resolução 375 do Conama, de 29 de agosto de 2006, trata de normas e critérios técnicos e científicos para o uso agrícola destes lodos gerados em Estações de Tratamento de Esgoto sanitário (ETEs), de forma a proteger a saúde pública e o ambiente de eventuais efeitos danosos trazidos por contaminantes presentes no lodo, tais como metais pesados e agentes patogênicos, abrindo novos horizontes para esta prática. Esta resolução estabelece critérios e procedimentos para o uso, em áreas agrícolas, de lodo de esgoto gerado em estação de tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados, visando benefícios à agricultura e evitando riscos à saúde pública e ao ambiente. (BRASIL, 2006). Para este controle, a resolução exige que sejam realizadas análises periódicas no biossólido gerado pelas Unidades Gerenciadoras de Lodo (UGL), visando impor limites de aplicação do lodo no solo agrícola. A mesma resolução também restringe o uso deste lodo 7

8 observando características topográficas do terreno e características inerentes ao solo a ser inoculado. CONCLUSÃO Os lotes de lodo analisados se mostraram adequados à reciclagem agrícola, de acordo com o que preconiza a Resolução 375/06 do Conama. Apesar destes resultados se mostrarem em conformidade com a Resolução 375/06 do Conama, seria interessante que fossem feitas novas pesquisas em relação à remoção de metais pesados do lodo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANDREOLI, C.V. (Coordenador). Alternativas de uso de resíduos do saneamento: Biossólidos (Projeto PROSAB 4). Curitiba, Pr: ABES, p. ANDREOLI, C.V.; FERREIRA, A.C.; LARA, A.I. de; PEGORINI E.S. A reciclagem agrícola do lodo de esgoto e a gestão do processo em estações de tratamento de esgoto. In: Conferência internacional sobre agropolos e parques tecnológicos agroindustriais. Barretos, SP, ANDREOLI, C.V.; LARA, A.I. de; FERREIRA, A.C., BONNET, B.R.P., PEGORINI E.S. A gestão dos biossólidos gerados em estações de tratamento de esgoto doméstico. Engenharia e Construção, Curitiba, n. 24, p , BRASIL. Resolução Conama 375, de 29 de Agosto de Define critérios e procedimentos, para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em estações de tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados, e dá outras providências. Diário da Justiça, Brasília, Ed. 131, p.792, 11 jul Seção 2. CHAGAS, W.F. Estudo de patógenos e metais em lodo digerido bruto e higienizado para fins agrícolas, das estações de tratamento de esgotos da ilha do governador e da Penha no estado do Rio de Janeiro f. Dissertação de Mestrado, Fundação Oswaldo Cruz, Escola Nacional de Saúde Pública, Rio de Janeiro, RJ, CLESCERI, L.S. & GREENBERG, A.E. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 21ª ed. Pharmabooks Importados, p. CONAMA regulamenta tratamento da água e do lodo. Jornal Cana, Ribeirão Preto, n.160, p.98, abril/2007. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /08, /08, /08, /08, /08, /08, /08, de 03/07/08. 8

9 ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /08, /08, /08, de 14/08/08. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /08, /08, /08, /08, 29/08/08. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /08, /08, /08, de 12/09/08. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /08, /08, /08, 7810/08, de 15/10/08. ECOSYSTEM. Relatório de análises N.º 1711/08 de 05/11/08. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /08, /08, /08 de 19/12/08. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /09, /09, /09, /09, /09, de 15/01/09. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /09, /09, /09, /09, /09, de 06/02/09. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /09, /09, /09, /09, /09, de 25/02/09. ECOSYSTEM. Relatórios de análises N os /09, /09, /09, /09, /09, de 30/03/09. FERREIRA, A.C.; DOETZER, B.H.W.; ANDREOLI, C.V.; PEGORINI E.S. Programa de utilização agrícola de lodo de esgoto no Estado do Paraná. Governo do Paraná, Curitiba, FERREIRA, R.A.R.; NISHIYAMA, L. Uma revisão sobre a disposição controlada de lodo de esgoto no solo In: II SIMPÓSIO REGIONAL DE GEOGRAFIA PERSPECTIVAS PARA O CERRADO NO SÉCULO XXI. In: Universidade Federal de Uberlândia Instituto de Geografia, 26 a 29 de Novembro de GERBA, C.P.; PEPPER, I.L.; WHITEHEAD, L.F. A risk assessment of emerging pathogens of concern in the land application of biosolids. Water Science & Technology, Vol. 46, n. 10, p , IWA Publishing, MACHADO, M.F. de S. A situação brasileira dos biossolidos f. Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP, MONPOEHO, S.; MAUL, A.; BONNIN, C.; PATRIA, L.; RANARIJAONA, S.; BILLAUDEL, S.; FERRE, V. Clearance of Human-Pathogenic Viruses from Sludge: Study of 9

10 Four Stabilization Processes by Real-Time Reverse Transcription-PCR and Cell Culture. Applied and Environmental Microbiology, Vol. 70, n. 9, p , Set PEGORINI, E.S.; ANDREOLI, C.V., SOUZA, M.L.P.; FERNANDES, F. DOETZER, B; FERREIRA, A. C. Produção e disposição final de lodo de esgoto na reciclagem agrícola da região metropolitana de Curitiba PR. In: III SIMPÓSIO SOBRE BIOSSÓLIDOS NO ÂMBITO DO MERCOSUL. SÃO PAULO, SANTOS, L.M. dos. Dinâmica da Matéria Orgânica e Destino de Metais Pesados em dois Solos Submetidos à Adição de Lodo de Esgoto f. Dissertação de Mestrado, Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, SILVA, K.K.B. da. Avaliação do desempenho de sistemas de tratamento aeróbio e anaeróbio e das características do lodo de esgoto doméstico f. Dissertação de Mestrado, Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, PE, SILVÉRIO, L. Uso agrícola do lodo de esgoto, da matéria orgânica do lixo urbano e de resíduos industriais. O Agronômico, Campinas, n.56(1), p.5-8,