Aproveitamento agrícola de resíduos no Brasil

ESTAMOS INCENTIVANDO OURESTRINGINDO
O USO AGRÍCOLA DERESÍDUOS?
Eng. Agrícola Antonio Teixeira de Matos
Prof. Titular do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental
Universidade Federal de Minas Gerais
Viçosa
Agosto de2019

1.INTRODUÇÃO
➢Disposição de resíduos sólidos e águas residuárias no solo constitui alternativa
importante de saneamento ambiental → possibilidade de aproveitamento
agrícoladoseuvalor fertilizante ecomocondicionadordesolos.
OBS.:Essencialconhecimentotécnicoparacompatibilizara disposiçãocommaximizaçãoda
produçãoagrícola,semcolocaremriscoasaúdepúblicaeoequilíbrioambiental

1.INTRODUÇÃO
➢Disposição do esgoto sanitário e seu lodo de esgoto no solo é forma alternativa
importante de saneamento ambiental → possibilidade de aproveitamento
agrícoladoseuvalor fertilizante ecomocondicionadordesolos.
✓ Percentualdolodoproduzidoqueé,atualmente, aplicado nosolo,nomundo:
▪ Austrália: 94%
▪ Reino Unido:80%
▪ Luxemburgo:80%
▪ França75%
▪ Irlanda: 70%
▪ Espanha: 70%
▪ EUA:55%
▪ Portugal: 50%
▪ Dinamarca:50%
▪ Alemanha: 25%
▪ Brasil: <3%

1.INTRODUÇÃO
-Austrália: esgoto tratado utilizado nafertirrigação de 240 km2de áreade cultivo de
hortaliças (82%do total daságuasreutilizadas);
- México: desde 1890, águas residuárias tratada ou minimamente tratadas da Cidade do
México são utilizadas na fertirrigação de 90.000 ha de terras agrícolas de cultivo de
milho e até hortaliças;
- Grécia: esgoto tratado utilizado na fertirrigação de vinhas, beterraba açucareira, tomate
e flores. Cultivo hidropônico em estudo;
-Argentina: efluente de lagoas de estabilização na fertirrigação de vinhas, florestas,
oliveiras, alfafa, fruteiras, área de 3.640ha.
- Aumento da área de fertirrigação em regiões de clima árido em Israel, Jordânia,Kuwait,
Tunísia,Emirados Árabes Unidos, Portugal,Espanha,sul da França, Grécia
- BRASIL?

2.ALTERNATIVAS DE USO BENÉFICO DOESGOTO
EDO SEU LODO QUANDO APLICADO NO SOLO
* Produçãoagrícola(culturasanuaiseperenes);
* Reflorestamento;
* Parquese jardins;
* Recuperaçãode áreasdegradadas(mineração, aterros
sanitários);
* Prática edáficade controle de erosão.

Compostagem de palha de milho – Grupo Monsanto
Palhada de milho
águasLodo do tratamento de
residuárias de agroindústria

Leiras formadas
Leiras após 4 meses de compostagem
Compostagem de palha de milho – Grupo Monsanto

Podas de árvorese
capinas
Compostagem noAterro Sanitário (BR 040) de BH

a) Condição geral dossolos brasileiros → baixa fertilidade químicanatural
* Teoresmédiosde Pdisponível entre 0,4 e 0,6 mg dm-3
** Teoresadequados: 5 mg dm-3(solos argilosos) a10 mg dm-3(solosarenosos)
* Teoresdisponíveis médios de Zn0,2 a2,1 mg d-3 e Cuentre 0,1 a9,7 mgdm-3
** Teoresadequados: 1,0 mg dm-3deambos
3.SOLOS BRASILEIROS COMORECEPTORESDE ESGOTO SANITÁRIO E
SEU LODO PARA PRODUÇÃOAGRÍCOLA

b) Quantidade demandada deesgotosanitário eseu lodo :
* No que serefere aNe P:10 a20 t ha-1de matéria secade lodo deesgoto;
* Emtorno de 800 mm de esgoto sanitário por ano → 300 kgha-1ano-1de Na.
c) Demandatotal por esgotosanitário e seu lodo,no Brasil
* Considerando-seuma área plantada de 2017 (78 milhõesde ha):
** 1,5a 2,0x109toneladas de lodo de esgoto seco, por ano → 3,6x106t ano-1
** 6,2x1011m3 ano-1 de esgoto sanitário → 9,2x109m3 ano-1.
3.SOLOS BRASILEIROS COMORECEPTORESDE ESGOTO SANITÁRIO E
SEU LODO PARA PRODUÇÃOAGRÍCOLA

a) Opções de cultivosagrícolas
✓ milho e outros → silagem→ produção debiogás;
✓ cana-de-açúcar→ produção de álcool;
✓ dendê e outras → produção debiodiesel.
3.SOLOS BRASILEIROS COMO RECEPTORESDO ESGOTO ESEU LODO
PARA PRODUÇÃOAGRÍCOLA

✓ produção de alimentos, emgeral;
3.SOLOS BRASILEIROS COMO RECEPTORESDO LODO DE ESGOTO
PARA PRODUÇÃOAGRÍCOLA
✓produção de madeira, algodão e outras
matérias-primasindustriais
Esgoto sanitário bruto → substituição adubação K e
N e aumento de 44% na produtividade de algodão
em relação ao tratamento de adubação química e
irrigação e 22% em relação ao de aplicação de
esgototratado(SANTOSetal.,2016)

a) Condiçãogeral de rejeitos e/ou áreas degradadas a serem recuperadas:
- Teorde matéria orgânicaentre 0,2 a0,6%;
* Teorrecomendável para recuperação do material: 2-3%oumais
4.ÁREAS DEGRADADAS RECEPTORAS DOLODO DE ESGOTO

b) Quantidade delodo deesgoto demandado
* Considerando-se aumento no teor de matéria
orgânica de 0,5%para 2%→ em torno de
50 t ha-1de lodoseco;
c) Demanda total delodo de esgotosanitário,no Brasil
* Considerando-seuma áreadegradadaatual de 140 milhões de ha: 7x109toneladas
de lodo de esgotoseco
➢Casotodo oesgotosanitáriodoBrasilsejatratado, gerariam-se 3,6 x106toneladas de
lodoseco,por ano

a) Influêncianascaracterísticas/propriedades físicasdo solo
* estruturação e estabilizaçãodosagregados;
5.IMPACTOSPOSITIVOSDAAPLICAÇÃODOESGOTOESEULODONOSOLO

- aumento na capacidadede retenção de água;
OBS.:massadeáguaretida=5xmassadematerialorgânicoaplicado
- diminui plasticidade epegajosidade;
5.IMPACTOSPOSITIVOSDA APLICAÇÃODO ESGOTOE
SEULODONOSOLO

➢ granularização e maior resistência aosagregados

N P K Ca Mg S Zn Cu
----------------------------------------- gkg-1 ----------------------------------- -------- mg kg-1---------
6,5 15,8 1,5 14,5 2,1 7,8 1400 185
2) esgotodoméstico:20a90mgL-1deN,4a12mgL-1deP,10a60mg L-1deK, 20a60mgL-1deNa.
- alteraçãofavorável no índice pH → disponibilização de outros nutrientes, proporciona
melhoria nascondiçõesde pHdo solo;
- complexação/quelataçãode elementos químicos tóxicos (Al, Cuetc.)
b) Influêncianascaracterísticasquímicasdo solo
- disponibilização de macro e micronutrientes;
b.1)lodo deesgoto:

c)Influêncianaspropriedadesfísico-químicasdo solo
CTCda argila do solo: 2 a10 cmolc kg-1;
CTCda matéria orgânica: 200 a600 cmolc kg-1
d) Influênciana microbiologiadosolo
- efeitos benéficos àmicrobiogia do solo;
- redução de microrganismos patogênicos àsplantas.

6. FATORES A SEREM CONSIDERADOS NO APROVEITAMENTO
AGRÍCOLADO ESGOTOSANITÁRIO ESEULODO
➢níveisde contaminantes presentesno lodo e aceitos pelos órgãosambientaisem
termosdeacumulaçãonosolo→ emboraoqueimportesejaadoseaplicada;
➢ contagem de microrganismos patogênicos presentes no resíduosólido;
➢ áreasaptas e tipo desolo;
➢ tipo decultura;
➢ exigência nutricional e potencial de retirada de nutrientes pelacultura.

7. BASES GERAIS DA DISPOSIÇÃO DE ESGOTOELODO NOSOLO
a) Usodosolopara tratamento:
* solo: meio filtrante que possibilita remoção de sólidos em suspensãoe
dissolvidos, além de patógenos → reator de altaeficiência;
* mecanismos de remoção de poluentes:
** físicos-sedimentação,filtração,radiação,volatilização edesidratação
** químicos - oxidação,precipitação, adsorção específica, adsorção
em sítios de troca e complexação/quelação pela matériaorgânica
** biológicos-biodegradação,predaçãoeassimilaçãoporplantaseanimais

b) Usodosolopara disposiçãofinal
- esgoto e lodo de esgoto sãoricos em macro e micronutrientes paravegetais;
- disponibilização dos nutrientes com amineralização do m.o.: N, P,S,Ca,Mg,
Zn,Cu,Mn e Fe.OKnão está associado ao materialorgânico;
- objetivos dadisposição final de esgoto no solo: recargade aquíferos, correçãodo
pH, adubaçãoeseralternativaaolançamentoemcorposhídricossuperficiais;
- objetivos da disposição final de lodo no solo: correçãodo pH, adubação e
condicionamentodosolo.
7. BASES GERAIS DA DISPOSIÇÃO DE ESGOTOELODO NOSOLO

CDisp-resíduo - concentração do elemento químico disponibilizável no resíduo
(massapor unidade de volume ou massaetempo)
7.1.DOSES DE APLICAÇÃO NOSOLO
➢ Cálculo da dose mínima para que sejam atendidos:
✓necessidadesbásicas nutricionais dasplantas→ geralmenteseavalia N,PeK
✓referenciais ambientais de qualidade do solo → contaminação do solo
com elementos químicos indesejáveis (Na, B,metais pesados etc.)
→Definiroelementoquímico referencial
DRef=(QReq)/CDisp-resíduo
Emque,
Dref - estimativa preliminar da dose recomendada, considerando-se os elementos
químicos de interesse e/ou preocupação (massa ou volume por unidade de
área de solo etempo);
QReq - quantidade requerida de nutrientes ou aceitável de poluentes (massapor
unidade de área);

▪ culturas de consumo humano indireto, cultivadasem locais isolados com restrito acessoao público - tratamentoprimário;
▪ culturas nãoconsumidas cruas peloshumanos - tratamento biológico em lagoasou em outros sistemasde tratamento mais controle de
coliformes fecais (NMP <1000/100 mL);
▪ culturascujosprodutossãoingeridoscrus,parquesejardins(áreasdelivre acessoaopúblico)- tratamento biológicoemlagoasou outrossistemas
detratamento comcontroleadicionaldaDBOouSS,boascondiçõesestéticasedesinfecçãoparacontroledecoliformesfecais(<200NMP/100mL).
a) Esgotodoméstico
➢ Nãoexiste,atualmente,legislação relativaaoaproveitamentoagrícoladeesgotodoméstico.
Diretrizes para aplicação de águas residuárias domésticas (OMS), consideraçãoapenas
riscos à saúdepública:

b) Lodo de esgotodoméstico
Padrõesdequalidademicrobiológicaparalododeesgoto(ResoluçãoCONAMA375/2006)
Classe Contagem depatógenos
A
Coliformes termotolerantes: <103NMP/g deST
Ovosviáveis de helmintos: <0,25 ovo/g de ST
Salmonella: ausência em 10 gde ST
Vírus: <0,25 UFPou UFF/g deST
B
Coliformes termotolerantes: <106NMP/g deST
Ovosviáveis de helmintos: <10 ovos/g de ST
Emque, ST- SólidosTotais;NMP-NúmeroMaisProvável;UFP–UnidadeFormadoradePlacas;UFF:UnidadeFormadoradeFoco
OBS.: A partir de 2011, apenas lodo classe A passou a ser liberado para
utilização comfinsagrícolas.

ADUBAÇÃO/CONDICIONAMENTO DO
SOLO POR MEIO DA APLICAÇÃO DE
LODO DE ESGOTOSANITÁRIO

Dres=(Nabs- Ndisp-solo)/Ndisp-resíduo
em que,
Nabs - Nabsorvido pela cultura (kg ha-1) → Quadros 3 e4;
Ndisp-solo - Naproveitável disponibilizado pela m.o. já contida no solo (kgha-1);
Ndisp-resíduo - Ndisponibilizado pelo resíduo (kgt-1).
1.DOSE DE APLICAÇÃO DE LODODE ESGOTONO SOLO
1.1DOSE BASEADA NA CONCENTRAÇÃO DE NITROGÊNIO DISPONIBILIZÁVEL
a) Método DEA/UFV(MATOS,2014)

Quadro3.Remoçãodenutrientespelasprincipaisculturasdecereaiseleguminosasdegrãostropicais
Fonte: Sanchez(1975)

Quadro 4. Remoção de nutrientes pelas principais de pastagens e outrasculturas tropicais
Fonte: Sanchez (1975)

➢ Ndisponibilizado pelo solo:
Ndisp-solo=Tm1xmoxsxpx107x0,05 xn/12
em que,
Ndisp-solo - Ndisponibilizado no solo (kgha-1);
Tm1 - taxa anual de mineralização da matéria orgânica anteriormente existente
no solo (kg kg-1ano-1): 0,01 a 0,15, sendo comum usar de 0,01 a 0,02 para
material orgânico residual de cultivosagrícolas;
mo - conteúdo de matéria orgânica dosolo (kg kg-1);
s - massaespecíficado solo (t m-3);
p - profundidade do solo considerada (m) → geralmente acamadaorgânica se
restringe aosprimeiros 20 cm de solo;
n/12 - fração (sendo n o número de meses)considerada doano (ano).

➢ Ndisponibilizado pelo resíduo:
Ndisp-resíduo=Tm2xn/12 xNorg+(Namon +Nnitrato) x PR
em que,
Ndisp-resíduo - Ndisponibilizado pelo resíduo (kg t-1);
Tm2- taxa de mineralização do Norg (kg kg-1ano-1) → Quadros10 e11;
Norg - nitrogênio orgânico(g kg-1);
Namon - nitrogênio amoniacal (g kg-1);
Nnitrato - nitrogênio nítrico (g kg-1);
PR - proporção na recuperação do Nmineral pela cultura (kgkg-1):
* culturas de sistemaradicular extensivo: 0,7,
* culturas anuais: 0,5,
* arroz inundado: 0,3 a0,5.
Obs.: Se aaplicaçãoforsubsuperficialem culturasanuais ou em culturascom sistema radicular
extensivo,a recuperação pode serconsiderada entre0,70 e0,85.

Quadro10.Taxaanualdemineralizaçãodomaterialorgânicodolododeesgotodoméstico
Fonte: Loehr (1984) e, entre parêntesis,Dehrn (1994)
Lodos
Taxaanual de mineralização(kgkg-1ano-1)
1º ano 2º ano 3º ano 4º ano
Primário elodoativado 0,40 (0,40) 0,20 0,10 0,05
Digeridoaerobiamente 0,25 (0,30) 0,12 0,06 0,03
Digeridoanaerobiamente 0,20 (0,20) 0,10 0,05 0,03
Compostado 0,10 (0,10) 0,05 0,03 0,03

* aplicações únicas
Adose de aplicação dos resíduossólidos (t ha-1) pode ser,então, obtida por:
Dres=[Nabs- (Tm1xmoxsxpx107x0,05xn/12)] / [Tm2xn/12 xNorg+(Namon+Nnitrato)xPR]
* aplicações sucessivas
Caso se queira calcular a dose a ser aplicada de resíduo numa mesma área, para
mesma cultura e solo, pode-se obter o valor da dose de aplicação utilizando-se a
seguinte equação:
Dres=[Nabs- (Tm1xmoxsxpx107x0,05)] x(1 - Tm2ACUM) / [Tm2xNorg+(Namon+Nnitrato) xPR]
em que Tm2ACUMé amassade Ndisponibilizada com amineralização do residual
dasadubações sucessivas,ao longo dos anos (kg kg-1)
OBS.: O valor de Tm2ACUM pode ser obtido por equações específicas, ajustadas aos

b) Dosesegundo aResolução CONAMA375/2006
➢ taxa de mineralização do lodo:
Lodo nãodigerido
Lodo digerido aerobiamente
Lodo digerido anaerobiamente
Lodo compostado
0,4 kg kg-1 ano-1
0,3 kg kg-1 ano-1
0,2 kg kg-1 ano-1
0,1 kgkg-1ano-1

➢ Ndisponibilizado por ano:
* em aplicação superficial
- -
Ndisp =Tmx(NKj- N-NH3) +0,5 xN-NH3 +(N-NO3+N-NO2 )
* em aplicação subsuperficial
Ndisp =Tmx(NKj
- -
(N-NO3 +N-NO2 )
em que,
Ndisp – nitrogênio disponibilizado (kg t-1);
Tm- taxa de mineralização do nitrogênio (kg kg-1ano-1);
NKj - nitrogênio Kjeldahl (nitrogênio Kjeldahl = nitrogênio orgânico total +
nitrogênio amoniacal (gkg-1);
N-NH3 - nitrogênio amoniacal (gkg-1);
3 2N-NO - e N-NO - - nitrogênio nitrato e nitrito (gkg-1);
As concentrações utilizadas nestes cálculos devemser referentesà matériaseca.
-
- N-NH3) +(N-NH3+N-NO3
-
+N-NO2 )

Elemento
Concentrações máximas
(mg kg-1)
Limite de cargacumulativa
(kg ha-1)
Carga anual
(kg ha-1ano-1)
arsênio 41 (75) 30 (41) (2)
bário 1.300 265 (-)
cádmio 39 (85) 4 (39) (1,9)
cobre 1.500 (4.300) 137 (1.500) (75)
chumbo 300 (840) 41 (300) (15)
crômio 1.000 154 -
mercúrio 17 (57) 1,2 (17) (0,85)
molibdênio 50 (75) 13 (-) (-)
níquel 420 (420) 74 (420) (21)
selênio 100 (100) 13 (100) (5)
zinco 2.800 (7.500) 445 (2.800) (140)
1.2DOSE BASEADA NA CONCENTRAÇÃO DE METAIS PESADOS
Limites de concentração e de carga cumulativa e anual de aplicação metais
pesados no solo (CONAMA 375/2006 e(EPA, 1996)).

1.3OUTROS FATORESASEREM CONSIDERADOS NADISPOSIÇÃO DO DE ESGOTO
NO SOLO
- Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs),fármacos etc. :
* absorção por plantas → avaliada em experimentos de conduzidosem
hidroponia e, ainda assim,baixa absorção pelas plantas;
* alta sorção no solo (especialmente na matériaorgânica).

2.LIMITAÇÕES NA APLICAÇÃO NO SOLO DE ÁREAS DEGRADADAS
- áreasinaptas e solos arenosos → diminuir risco de dispersão depoluentes;
- tipo de cultura → considerar exigência nutricional e potencial de retirada de
nutrientes pela cultura;

3.LEGISLAÇÃOESPECÍFICAREFERENTE AO APROVEITAMENTO
AGRÍCOLA DE LODO DE ESGOTOSANITÁRIO
- Lodo classeA:
* utilização em pastagens: após 2anos da últimaaplicação;
* cultivo de olerícolas, tubérculos e raízes, culturas inundadas e culturas cuja
parte comestível entre em contato com o solo: após 4 anos daaplicação.
- Lodo classeB:
* grandes culturas, reflorestamento e outras situações onde o risco possaser
mais controlado.
OBS.: A partir de 2011, apenas lodo classe A passou a ser liberado para
utilização comfinsagrícolas.

Quadro 2. Comparação entre os indicadores de classificação do lodoe restriçõesestabelecidas
no Brasil e nosEUA
Classificação dolodo
Classe A Classe B
Brasil EUA Brasil* EUA
Indicadores
Coliformestermotolerantes <10³ NMP/g deST <10³ NMP/g deST <106 NMP/g deST <2x106NMP/g deST
Salmonellaspp Ausênciaem 10 gdeST <3 NMP/ 4g - NE
Ovosviáveis dehelmintos <0,25 ovo/g deST <1,0 ovo/ 4 gdeST <10ovos/gdeST NE
Vírus <0,25 UFPou UFF/gdeST <1,0 UFP/4 gdeST - NE
Restrição
Acessopúblico 30dias?? SR NP 30 dias – 12meses
Pastejo NP(CE)/24meses(I) SR NP 30dias
Tubérculos NP(CE)/48meses(I) SR NP
20-38meses
Olerícolas NP(CE)/48meses(I) SR NP
Culturasinundadas NP(CE)/48meses(I) SR NP NP
Legenda: I = Implantação; NP = não permitido; NE = não especificado; CE = culturaestabelecida;
SR = semrestrição.

2. descarregamentode
lodo
Espalhamento do lodo Incorporação dolodo
1,2anos após o plantio 3anos após o plantio
1mês após aincorporação

FERTIRRIGAÇÃO COM ESGOTO
SANITÁRIO

OBS.Aadiçãodenutrientesemquantidadeslevementesuperioresàsnecessidadesdacultura→ basearno
nutrientecujaquantidadesejasatisfeitacomamenordosedeáguaresiduária.
➢ irrigação x fertirrigação
*Irrigação: técnica cujo objetivo é o fornecimento de água, em quantidade
suficiente e no momento certo, assegurandoaprodutividade do cultivo agrícola
*Fertirrigação:técnica de adubaçãoque utiliza aáguade irrigação ou águas
residuáriasde interesse para levar nutrientes aosolo
1.VANTAGENSDA FERTIRRIGAÇÃO COM ÁGUASRESIDUÁRIAS

2.VANTAGENSDA FERTIRRIGAÇÃO COM ÁGUASRESIDUÁRIAS
✓não lançamento, tratadas ou não, em corpo hídrico receptorsuperficial;
✓tratamento: soloé meio filtrante que possibilita remoção de sólidosem suspensãoe
dissolvidos,além de patógenos;
✓possibilidades do aproveitamento para:
* proporcionar aumento na produtividade agrícola;
* recargade aquíferos → aumento na disponibilidade deágua.
✓ investimento de baixo custo;
✓baixo custo na operação e no consumode energia → custo final de 20 a30%do
referente ao tratamento convencional;
✓ pequena exigência na capacitaçãode mão-de-obra.
Excelenteopção para países de clima tropical, com grande extensão territorial e áreas
disponíveis para suaimplantação.

3.ASPECTOS A SEREM CONSIDERADOS NA FERTIRRIGAÇÃO COM ÁGUAS
RESIDUÁRIAS
➢ sobrevivência dos micro-organismos depende: da cultura, do solo, do sistema de
aplicaçãoe daforma em que seconsumirá o produto colhido;

➢ o solo é ambiente não adequado àsobrevivência de micro-organismosexógenos →
o problema de contaminação biológica é considerado pouco crítico:
* competição por alimento,
* predação;
* efeito antagônico de substânciasantibióticas, produzidas por outros grupos.
❖contaminação do capim-coastcross cultivado na ETE do DEA/UFV menor que 1
NMP/g de E.coli após paralisação da aplicação por sete dias ou após doze dias de
fenação do capim colhido (FONSECAet al.,2001) .

d ia s
0 1 0 2 0 3 0
NMP/gx
102
0
5 0
1 0 0
1 5 0
2 5 0
2 0 0
3 0 0
3 5 0
O bs e r v a do s
Curva A jus t a da
C F = 30.674 ,45* * *
e( − 0 , 7 0 5 3 * * * . t)
R 2
= 0,99
❖aplicaçãode esgoto bruto com, inicialmente, 1,5 x106NMP/100 mLde E.coli,em solo
desnudo e cultivado com capim tifton 85 (PEREIRAet al.,2013):
<1,0 NMP/g em ambasasáreas.
✓ 16 dias:
2,5 x102 NMP/g
1,2 x102NMP/g
✓ 32 dias:
na área coberta com capim tifton 85;
na área de solo desnudo.
Solo desnudo Sob capim tifton85

3.2.Aspectos ambientais
a) riscodedispersãoda argila do solo
Riscode diminuição dapermeabilidade do solo: a) literatura internacional b) solostropicais
a b

Classe de
salinidade
Faixas de CEa
(dS m-1)
Risco de salinidade
1 < 0,75 Baixo
2 0,75 – 1,50 Médio
3 1,50 – 3,00 Alto
4 > 3,00 Muito Alto
Classificação da água quanto ao risco de salinização do solo
Fonte: PIZARRO(1996)
b) riscodesalinizaçãodosoloe, ou,contaminaçãodeáguas subterrâneas

Características físicas, químicas e bioquímicas de águas residuárias domésticas submetidas a

Valoresmédios das variáveis de qualidade dos efluentes(esgoto doméstico tratado)
1 Reator Anaeróbiode fluxo ascendente com manta de lodo;
2 Sistema AlagadoConstruído-não vegetado;
3 Sistema Alagado Construído-vegetadoe
4 Lagoa depolimento.
Tavares etal.(2005)

Concentração de sódio trocável e percentagem de sódio trocável (PST) em função da
profundidade do solo, ao final do período de aplicação de percolado de RSU, sendo T0 –
água de abastecimento e T1, T2, T3 e T4 as taxas de aplicação de 250, 500, 750 e 1000 kg
ha-1 d-1 de DBO,respectivamente.
Aplicação de percolado de resíduo sólido urbano (chorume de lixo) em solo cultivado com
capim tifton 85 (SILVAet al., 2010)

➢ risco de contaminação de águassubterrâneas ocorre quando:
* lençol freático estiver muito próximo dasuperfície;
* solo for muito macroporoso;
* íon contaminante apresente cargaigual àpredominante no meio poroso
* aplicaçãode dosesacima da capacidadede retenção de poluente no solo.
➢ poluente de maior risco:nitrato.

Braquiária
Quicuio daAmazônia
Tifton 85
Testemunha Coastcross
Concentração de NO3
- no solo de rampas de tratamento, após 8 meses da aplicação de
ARS eARA(testemunha).

c)contaminaçãodoecossistemacommetais pesadoseoutrassubstânciastóxicas
➢ solo possui grande capacidadede retenção de metais pesados:
* conteúdo de matéria orgânica;
* tipo e da quantidade de argilominerais presentes;e
* pHdo solo.
➢ casosejaultrapassada essacapacidadede retenção → biodisponibilidade:
* lixiviação para o sub-solo, em condiçõesde soloácido;
* inibição no crescimento de plantas;
* incorporação àcadeia alimentar.

3.3.Aspectosagronômicos
aquelas de grande➢ preferência por culturas anuais ou perenes, principalmente
capacidadede extração de nutrientes durante todo oano;
➢ consideraraspectosde tolerância à salinidade/fitotoxicidade.

❖Produtividade do pimentão e alface fertirrigadas com efluentes do reator UASBe Lagoa
de polimento no sítio de LagoaSeca– PB(período de fevereiro aabril de2002)
T1- irrigação com águade poço artesiano;
T2- irrigação com águade poço e solo adubado com fertilizantes minerais
T3- fertirrigação com efluente de lagoas deestabilização
T4- fertirrigação com efluente de reatorUASB
Tavares etal.(2005)

❖Fertirrigação do capim-mombaçacom diferentes lâminas de efluente primário de
esgoto doméstico,estabelecidascom basena doseaplicada de sódio” SILVA(2010)
→ aplicação de efluente primário de esgoto sanitário nas taxas de 0a 300kgha-1
deNa 6000m3 ha-1 ou 600mm

Produtividade de massa seca do capim mombaça nas diferentes doses aplicadas
Produtividade(kgha-1)

Variação na concentração de potássio em função da profundidade do solo, após a
aplicação das doses de duas (L1), três (L2), quatro (L3), cinco (L4) e seis (L5) vezes as
necessidades da culturaem relação aesse nutriente.
❖Aplicaçãoda águaresiduária do descascamentodosfrutos do cafeeiro (ARC),com 350
a1750 mg L-1de K,no cafeeiro (LOMONACOet al. , 2009)

3.4.Doses deaplicação
CDispresíduo - concentração de nutrientes disponibilizável pelo resíduo (massapor unidade
de volume ou massaetempo)
→ Primeiro passo:definição do elemento químicoreferência
➢ Cálculoda dosemínima para que sejam atendidos:
✓necessidadesbásicasnutricionais dasplantas → geralmente seavalia N, Pe K;
✓referenciais ambientais de qualidade do solo → contaminação do solo com
elementos químicos indesejáveis (Na, B,metais pesados etc.)
DRef =(QReq)/CDisp resíduo
Emque,
DRef– estimativa preliminar da doserecomendada considerando oselementos químicos
de interesse e/ou preocupação (massaou volume por unidade de áreade solo etempo);
QReq– quantidade requerida de nutrientes ou aceitávelde poluentes (massapor unidade
de área);

❖Nutrientes (principalmente N, Pe S)associados,na suaquase totalidade, ao material
orgânico do resíduo:
CDisp resíduo =COrg xTm2+CMin
Em que, COrgé a concentração do elemento químico na forma orgânica e CMin na forma
mineral (massa por unidade de massa) e Tm2– taxa de mineralização do material orgânico
da águaresiduária (massapor unidade de massae tempo)
❖Elementos químicos (principalmente K, Na e B) que estão prontamente disponíveis (não
associados ao material orgânico do resíduo) ou aqueles que, para os quais, existam limites
de cargaaser aplicada no solo (ex. metais pesados),Tm2= 1:
CDisp resíduo =CTotal

a) Elemento químicoreferência emáguasresiduárias agroindustriais
- curtume: 200 a1.400 mg L-1de N; 2 mg L-1de P;50 mg L-1de Ke 3 a107 mg L-1de Cr
- vinhaça:500 a700 mg L-1de N; 10 a200 mg L-1de P,3.300 a4.600 mg L-1deK
- laticínios: 60 a1.300 mg L-1de N, 10 mg L-1de P,10 a600 mg L-1de K,30 a200 mg L-1 de
Na
b) Elemento químicoreferência emáguasresiduáriasdecriatóriosde animais
- suinocultura: 900 a86.000 mg L-1de N, 30 a2.500 mg L-1de P,50 a1.600 mg L-1de K,1 a
780 mgL-1de Cu.
- bovinocultura: 1.700 a3.000 mg L-1de N, 300 a1.000 mg L-1de P,2.600 a3.000 mg L-1 de
K,1.200 mg L-1de Na.
c)Elemento químicoreferência emáguasresiduárias urbanas
- esgoto doméstico: 20 a90 mg L-1de N, 4 a12 mg L-1de P,10 a60 mg L-1de K,20 a60 mg
L-1de Na

a) Aplicaçãonoprimeiroano
DAR = 1000 x [Nabs - (Tm1 x mo x s x p x 107 x 0,05 x n/12)] / [Tm2 x n/12 x Norg + (Namon +
Nnitrato) x PR]
em que,
DAR- dose aser aplicada (m3 ha-1);
Nabs – absorção de Npara obtenção da produtividade desejada (kgha-1) → Quadros5 e6;
Tm1–taxa anual de mineralização da m.o. já existente no solo (0,01 a0,15 kg kg-1ano-1, sendo comum usar de 1 a2 dag kg-
1);
M.O. –conteúdo de matéria orgânica do solo (kgkg-1);
s – massaespecífica do solo (tm-3);
p – profundidade do solo considerada (m) → geralmente 20 cm desolo;
n –número de mesesconsiderados do ano.
Tm2– taxa de mineralização do Norg → Quadro 7;
NOrg–nitrogênio orgânico (mgL-1);
Namon – nitrogênio amoniacal (mg L-1);
Nnitrato – nitrogênio nítrico (mgL-1).
PR– proporção na recuperação do Nmineral pela cultura (kgkg-1 ano-1):
3.4.1. Nitrogêniocomoelemento químicoreferencial
DAR =(Nabs – NDisp solo)/NDispresíduo

b) aplicaçõessucessivas
➢Caso se queira calcular a dose a ser aplicada de água residuária numa mesma área,
para mesma cultura e solo, pode-se obter o valor da dose de aplicação utilizando-se a
seguinteequação:
DAR = 1000 x [Nabs - (Tm1 x MO x s x p x 107 x 0,05)] x (1 - Tm2ACUM) / [Tm2 x Norg +
(Namon + Nnitrato) x PR]
em que Tm2ACUMé amassade Ndisponibilizada com amineralização do residual das
aplicaçõessucessivas,ao longo dosanos (kg kg-1)
➢o valor de Tm2ACUMpode ser obtido por equações específicas,ajustadasaos dados
fornecidos nosquadros de Taxade Mineralização anual para cadaáguaresiduária.

Remoçãodenutrientes pelasprincipaisculturas decereais eleguminosasdegrãos
tropicais

Remoçãodenutrientes pelasprincipaisdepastagens eoutrasculturastropicais

3.4.2. Metais pesadoscomoelementosquímicosreferenciais
✓ Limites de concentração e de carga cumulativa e anual de aplicação metais pesados
no solo (CONAMA375/2006 e (EPA,1996))

Sistema
Prelimin
ar
Tanque de
Acumulaç
ão
Lavou
ra
Observações:
- objetivo: disposição da água residuária de forma racional, aproveitando-se seu
potencial fertilizante, sem prejudicar o meio ambiente. Nunca visar o atendimento
às necessidades hídricas dacultura
- riscosde desequilíbrios químicos no solo;
4.FORMAS DE APLICAÇÃO DO ESGOTOSANITÁRIO NO SOLO

✓águasresiduárias brutas: aspersão de média/alta pressão ou por superfície;
✓águasresiduárias submetidas aprocessosde remoção de sólidos em suspensão:
microaspersão e gotejamento.
✓ escolhado método de aplicação deverá levar em consideração: economia, eficiência,
manutenção e operação.

Canhão
Hidráulico
Fita
Perfurada
Sistemas deaplicação:
Aspers
ão

Chorumeiras/caminhões tanque

• gotejamentooumicroaspersão
Riscos de
entupimento

CUD ao longo das horas de funcionamento para as unidades de irrigação abastecidas com
água residuária bruta (ARCB) e água residuária filtrada da despolpa dos frutos do cafeeiro
(ARCF)
Tratamento em filtros orgânicos
diminuiu a rapidez do entupimento e
viabiliza a aplicação da dose
recomendada

aplicação porsuperfície
sulcos
corrugação

Fertirrigação do capim-elefante com esgotoprimário na COPASA ETE-Onça

Fertirrigação do capim-elefante com esgoto primário na COPASA ETE-Onça
Fertirrigado comesgoto
Irrigado +adubado

ESTUDODECASODEAPLICAÇÃODEESGOTODOMÉSTICO
✓ Produtividade de matéria secado capim-tifton 85: 8 t ha-1corte-1
✓ Produtividade anual (corte acada45 d): 64 t ha-1ano-1
✓ Rendimentodocultivo,considerandoR$700,00t-1 defeno:R$44.800,00ha-1ano-1→ R$
257,50 hab-1ano-1
❖ Cultivodo capim-tifton85
- considerando que o esgoto sanitário tenha 40 mg L-1desódio;
- considerando adosemáxima de 300 kgha-1ano-1desódio:
aplicaçãode 7500 m3 ha-1ano-1de esgoto sanitário → 174 habha-1.

5.TRATAMENTOEMSISTEMASALAGADOSCONSTRUÍDOS
5.1.SACs-EHSS
➢ Principais vantagens:
✓ baixo custo de implantação eoperação
✓ poucanecessidade de mecanização;
✓ possibilidade de operação contínua;
✓ alta capacidadede remoção de poluentes enutrientes em solução;
✓ grande produção de biomassa.

Espécies vegetais cultivadas emSACs-EHSS:
junco taboa
papiro capim-vetiver

Não poderia ser produzido capim para alimentaçãoanimal?

Não poderia ser produzido milho para alimentação humana ouanimal?

✓ Espéciesprodutoras de alimento animal

➢ Dentre as culturas anuais comerciais com possibilidades
estão o arroz, milho, sorgo,girassol, cevada, colza,trigo etc.
✓ Espéciesprodutoras de grãos comestíveis
Resultados experimentais:
- Milho em espaçamentode 20cmx20cm: produtividade
máximano início do SACs-EHSS(9,8t ha-1de grãos);

✓ Espéciesde plantas para jardinagem e produção comercial de flores

Papiro
Agapanto
Canna generalis(biri)

sA
C m s × P r d
=
( C 0 - C ) × Q
Emque,
As - área superficial necessária (L2);
C0 - concentração afluente do poluente (MM-1);
C- concentração efluente do poluente (M M-1);
Cms - concentração do poluente na matéria seca da parte colhida da planta (M M-1);
Prd - produtividade de m.s.da parte colhida da planta, por unidadedetempo(M L-2T-1);
Q - vazão de águaresiduária aser tratada (L3 T-1);
Qa - vazão de água residuária afluente (L3T-1);
Qe - vazão de água residuária efluente (L3T-1);
Kt – profundidade (L);
ε - porosidade efetiva do meio (L3 L-3).
- Fitorremediação → Modelode ordem zero
sA
C m s × P rd
=
( C 0 × Q a - C × Q e )
ou
- Remoçãode DBO→ Modelo de primeiraordem
As
KT × p × ε
=
Q × (ln C o - l n C )

http://www.editoraufv.com.br/produto/2083484/disposicao-de-aguas-residuarias-no-solo

Prof.Antonio TeixeiradeMatos
Departamento de Engenharia Sanitária eAmbiental-
UFMG
Tel:3409-1960
E-mail: atmatos@desa.ufmg.br
www.gpqa.ufv.br

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