Comportamento de Cd, Cr, Cu, Ni e Zn em latossolos sucessivamente tratados com biossólido: extração sequencial, fitodisponibilidade e caracterização de substâncias húmicas

Autor(es)

Edna Ivani Bertoncini

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2002-04-11
• Orientador: Maria Emília Mattiazzo

Resumo

A utilização de biossólidos na agricultura é recente no Brasil, e estudos indicam que o uso destes resíduos traz melhorias na fertilidade dos solos e na produção das culturas. Contudo, a presença de metais pesados nestes resíduos trazem preocupações ambientais, seja quanto à absorção pelas plantas e/ou sua lixiviação, seja quanto à liberação, a longo prazo, dos metais retidos aos constituintes dos solos. O presente estudo teve a finalidade de verificar o comportamento dos metais Cd, Cr, Cu, Ni e Zn em latossolos tratados repetidamente com biossólido, de forma a contribuir na definição de normas para o uso e monitoramento de tais resíduos na agricultura. O experimento foi montado a céu aberto, em caixas de amianto com capacidade para 500 m3, utilizando-se dois latossolos com diferentes teores de argila e óxidos de ferro: Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico - LVAd e Latossolo Vermelho Distrófico - LVd. O biossólido adicionado a estes solos foi obtido da ETE/Barueri/SABESP/SP, sendo digerido anaerobicamente e tratado com Ca(OH)2 e FeCl3 no tratamento terciário. A cada dois meses foi realizada uma incorporação de biossólido aos solos, totalizando a incorporação de quantidade correspondente a 388,0 Mg ha-1 do resíduo (base seca). Após um ano e meio da última incorporação, foram coletadas amostras de terra nas profundidades 0 - 0,25 m e 0,25 - 0,50 m. Nestas amostras foram realizadas análises texturais, químicas , eletroquímicas e mineralógicas. Foram, também, realizadas a caracterização de substâncias húmicas e a extração sequencial de Cd, Cr, Cu, Ni e Zn. Em maio/98 foi realizado o plantio de cana-de-açúcar, variedade RB 72-454, deixando-se uma touceira por caixa. Em junho/99 realizou-se a colheita, juntamente com a pesagem dos colmos, análise das folhas e do caldo para metais e análises tecnológicas para avaliação de produtividade. A adição do biossólido proporcionou aumento do número de colmos (perfilhamento), de gemas/colmo e peso dos colmos. Os parâmetros de qualidade, como o BRIX, POL%CA e açucares redutores totais não diferem significativamente entre os solos tratados e os tratamentos testemunha. A Pureza e os açúcares redutores mostraram-se maiores nos solos tratados com biossólido, e a quantidade de fibras foi significante menor para os colmos produzidos nos solos tratados. Os teores de Cr, Cu, Ni e Zn aumentaram nas folhas das plantas tratadas com biossólido, enquanto que não foi detectada a presença de Cd. No caldo, o Ni não foi detectado nos solos tratados com biossólido. Cr não foi detectado no tratamento LVd + B, porém no LVAd + B, o seu teor mostrou-se elevado. Os teores de Cu e Zn mantiveram-se constantes, e o Cd foi detectado, porém os teores foram baixos. A caracterização mineralógica revelou a predominância de caulinita na fração argila desferrificada para ambos os solos. O solo LVAd apresentou o mineral 2:1, ilita, enquanto que o LVd apresentou gibbsita. A fração oxídica apresentou hematita, goethita e óxidos de titânio para os dois solos. No LVAd há predomínio da goethita e no LVd predomina a hematita. Houve aumento nos teores de ferrihidrita dos solos tratados com biossólido, podendo refletir em retenção de metais aos óxidos de ferro mal cristalizados. Os valores de pH para o PESN. para ambos os solos e profundidades ficaram na faixa de 3-4, e o pH dos solos tratados na faixa de 7,8-8,0, indicando predomínio de cargas negativas nas superfícies adsorvedoras, e consequentemente maior possibilidade de retenção de metais pesados. A caracterização dos ácidos húmicos (AHs) isolados do biossólido e tratamentos indicaram ser o biossólido um resíduo ainda pouco huminificado (baixa relação C/N, alta relação H/C, menores quantidades de grupos COOH e de radicais livres), e sua adição aos solos reduziu o grau de humificação dos AHs nativos. A incorporação de maior quantidade de grupos fenólicos, com pKa acima dos valores de pH destes solos explicam a baixa expressividade da matéria orgânica na elevação da CTC de solos tratados com biossólido. A menor razão E4/E6 e bandas características de C=O aromático nos espectros FT-IR, para o biossólido e solos tratados indicam a adição de compostos aromáticos aos AHs dos solos, reflexo da decomposição aeróbica e anaeróbica pela qual passou o resíduo, restando material mais recalcitrante. Porém, os espectros de fluorescência mostram que estes compostos aromáticos são menos condensados que os presentes nos solos testemunha. A compostagem do resíduo e materiais vegetais (lignina) contribuiria no aumento da humificação destes AHs , e consequentemente aumentaria a estabilidade das ligações dos mesmos com metais pesados. Espectros FT-IR indicam ligações de metais com os AHs. Espectros de fluorescência indicam mudanças nos AHs do LVd, e nos AFs do LVAd, após o tratamento com biosólido, indicando ligações dos metais a estas frações nos respectivos solos, e ligações mais estáveis no primeiro caso. A extração sequencial de metais pesados mostrou que o Cd encontra-se preferencialmente ligado aos carbonatos, podendo ser facilmente liberado. A fração carbonatada foi, também, expressiva na precipitação do Ni, e especialmente do Zn, indicando maior mobilidade e disponibilidade destes elementos, principalmente no solo LVAd tratado com biossólido. A redução de pH ao longo do tempo propiciará a liberação destes metais, que poderão ser readsorvidos por outras frações mais estáveis e/ou liberados à solução do solo. Nos solos tratados, os metais Cr, Cu e Ni são preferencialmente retidos na fração orgânica, indicando que a adição de material orgânico, apesar de pouco humificado, exerce papel fundamental na retenção de metais pesados. Verifica-se possível lixiviação de Cr, Cu, Ni e Zn, para a camada 0,25-0,50m, junto às frações carbonatada e orgânica, para ambos os solos tratados. No LVd tratado há um maior participação da fração residual e dos óxidos na retenção de metais, especialmente o Cr e Ni. Com a ausência da carga orgânica, e dos carbonatos incorporados via resíduo, nos tratamentos testemunha, a tendência seria a ligação de metais a fração óxidos no LVAd e a fração residual no LVd. (AU)

• Processo FAPESP: 98/00433-2 - Fracionamento de metais pesados em latossolos sucessivamente tratados com lodo de esgoto e sua disponibilidade a plantas de cana-de-açúcar
• Beneficiário: Edna Ivani Bertoncini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado