A problemática do Nitrogênio

O nitrogênio é um elemento de ocorrência natural essencial para o crescimento e reprodução dos organismos vivos, sendo o mais abundante da atmosfera. O gás nitrogênio é assimilado por certos grupos de organismos, os qua is disponibilizam o nitrogênio para outros organismos. Este processo se chama fixação. Muito deste

nitrogênio fixado também possui origem biológica ou industrial. Na fixação biológica, o nitrogênio atmosférico é convertido em amônia por enzimas. A fixação industrial produz amônio e nitrato para o ar através de vários processos químicos. As maiores fontes de nitrogênio são: vegetal, animal, origem humana, industrial, agricultura e de origem atmosférica. Compostos de nitrogênio originados por resíduos/dejetos humanos ou animais são associados com proteínas e ácidos nucléicos, os quais após decompostos resultam na formação de amônia (WEF & ASCE/EWRI, 2005).

Historicamente a primeira justificativa para estudar a fixação do nitrogênio foi relatada devido a perda do nutriente nitrogenado dos solos de sistemas de agricultura. A partir disto, verificou-se a necessidade de inserção de nitrogênio, na comunidade biológica do solo, por fonte externa (fixação ou correção de solo), buscando uma melhor produtividade do ecossistema em solos com baixo nível de decomposição biológica de matéria orgânica. Porém, este processo merece alguns cuidados, já que a entrada excessiva de nutrientes traz conseqüências negativas em termos de sistema sustentável. Sobrecargas de sistema são encontradas em processos de correção excessiva da matéria orgânica, por disposição de lodos, compostos ou resíduos de materiais animais ou alto uso de fertilizantes com nitrogênio (TATE, 1995).

Segundo SOUTO & POVINELLI (2006), nos Aterros Sanitários brasileiros, a concentração de nitrogênio total nos lixiviados está na faixa de 80 a 3.100 mg/L. A faixa mais provável de concentração de nitrogênio amoniacal varia de 0,4 mg/L até 1.800 mg/L, sendo a faixa máxima de NA encontrada pela pesquisa variando de 0,4 à 3.000 mg/L.

A fonte do parâmetro nitrogênio em LAS, segundo FLECK (2003), provém de proteínas vegetais e animais, além de estar presentes em fertilizantes, produtos de limpeza, carne preservada com amônia e produtos para preservação de madeira. O nitrogênio orgânico e amoniacal são as únicas formas representativas em lixiviados em meio anaeróbio, sendo que a forma de nitrito e nitrato ocorre em ambientes aeróbios.

BURTON & WATSON-CRAIK (1998) o principal componente de nitrogênio orgânico de aterros de RSU é a proteína, embora menores quantidades possam estar presentes em ácidos nucléicos, uréia, quitina, fosfolipídio e adenosina trifosfato (ATP) derivado da fração orgânica dos resíduos. Estes componentes podem estar presentes em resíduos

como: restos de plantas e animais, alimentos, fraldas de tecido sujas, fezes de animais, resíduos de matadouros, lodos de estações de tratamento de esgotos e solo.

No trabalho publicado por WEF & ASCE/EWRI (2005) são descritas as características do nitrogênio presentes em esgotos sanitários. Algumas das características abordadas ocorrem de forma similar em LAS. Assim, segundo o estudo, o nitrogênio existe no efluente em várias formas: desde a mais forma mais reduzida, que é a amônia, até a forma mais oxidada, ou seja, o nitrato. O nitrato é produzido pelo processo de nitrificação em que a amônia é oxidada para nitrato. No caso da amônia, que é solúvel, há um equilíbrio entre a forma iônica (Amônio - NH4+

) e a amônia molecular (Amônia - NH3). A concentração de cada uma depende do pH e da temperatura, valores altos de pH e temperaturas favorecem a formação de amônia molecular, que é a mais tóxica.

Os trabalhos de ZANOTELLI (2002), ARAÚJO et al. (2006) e BORTOLI et al.

(2006) citam que o nitrogênio alterna entre várias formas e estados de oxidação em seu ciclo na biosfera, sendo que na água pode apresentar-se como: nitrogênio molecular (N2), nitrogênio amoniacal (NH3), nitrito (NO2

-) e nitrato (NO3

-). No LAS, o nitrogênio amoniacal especificamente, segundo AZIZ et al. (2004), é resultado de uma lenta lixiviação e liberação de nitrogênio solúvel proveniente dos RSU.

A importância dos nutrientes, principalmente o nitrogênio, deve ser levada em consideração nos processos biológicos de tratamento de lixiviados, sendo que o sucesso da operação depende da satisfação nutricional dos microrganismos presentes no efluente, ou seja, macro e micronutrientes necessários devem estar disponíveis no meio em concentrações suficientes para garant ir o crescimento da biomassa (FLECK, 2003).

BURTON & WATSON-CRAIK (1998) também confirmam esta afirmação, porém também considera a amônia (produto da degradação que ocorre em Aterros Sanitários) um produto potencialmente tóxico.

Neste caso, o descarte excessivo deste elemento em recursos hídricos pode causar sérios problemas ecológicos que afetam a saúde da vida aquática e, conseqüentemente, saúde humana e animal. Dependendo da temperatura e do pH do efluente o nitrogênio amoniacal pode ser tóxico para microrganismos, macroinvertebrados e peixes (WEF & ASCE/EWRI, 2005). Por exemplo, SILVA et al.

(2006b), quantifica concentrações entre 0,25 a 0,30 mg/L de amônia livre, as quais

podem ser letais para peixes. Já os estudos de U.S. EPA (1993) apud WEF &

ASCE/EWRI (2005) mostraram que concentrações entre 0,1 e 10 mg/L de amônia na forma não ionizada ou amônia livre (NH3), resulta em aguda toxicidade para algumas espécies de peixes.

Além dos problemas relacionados à eutrofização, inibição do processo biológico de tratamento de efluentes e a toxicidade da amônia há o problema da presença de nitrato em águas subterrâneas. Sistemas de tratamento que descartam em águas subterrâneas possuem potencial de contaminação destas águas por nitrato ou por amônia, que é nitrificada na coluna de solo pelo oxigênio dissolvido proveniente da percolação de águas pluviais (WEF & ASCE/EWRI, 2005).

A questão é que concentrações de nitrato nas águas de abastecimento com níveis maiores do que 10 mg/L possuem o risco de provocar câncer e metahemoglobinemia em crianças com menos de três anos de idade. Os efeitos tóxicos das nitrosaminas podem causar, dependendo da suscetibilidade de cada pessoa e fator de exposição: cirroses, câncer do fígado, esôfago, trato respiratório e urinário; enquanto que as nitrosamidas afetam o sistema nervoso central e os órgãos gastrointestinal (ZANOTELLI, 2002).

Neste ponto cabe um esclarecimento quanto a definição de nitrosaminas e nitrosamidas:

As nitrosaminas e nitrosamidas podem surgir como produtos de reação entre o nitrito ingerido ou formado pela redução bacteriana do nitrato, com as aminas secundárias ou terciárias e amidas presentes nos alimentos. O pH ótimo para a reação de nitrosaminação é entre 2,5 a 3,5, faixa semelhante à encontrada no estômago humano após a ingestão de alimentos. Tanto as nitrosaminas como as nitrosamidas estão relacionadas com o aparecimento de tumores em animais de laboratório (BOUCHARD et al., 1992 apud ALABURNA e NISCHIHARA, 1 998, p. 162).

IAMAMOTO (2006) também cita em seu estudo que a ocorrência de nitratos em águas de abastecimento pode ocasionar, em crianças, a doença denominada metahemoglobinemia, ou doença azul. Ainda segundo a autora, os fertilizantes químicos adicionados aos solos (sais de amônio, amônia anidro e uréia), são as fontes deste componente nas águas de abastecimento, sendo que em muitos destes solos estes produtos são adsorvidos e daí sujeitos a lixiviação podendo, assim, ocasionar a contaminação do lençol freático e das águas subterrâneas.

A má gestão da disposição final dos RSU nacionais, somado a ineficiência de segregação das centrais de triagem; a co-disposição de resíduos industriais, de serviços de saúde, de poda, varrição, entre outros; e o não uso de sistemas de tratamento de RSU como compostagem, por exemplo; fazem dos Aterros Sanitários grandes depósitos de resíduos misturados com grandes fontes de proteínas animais e vegetais, por exemplo, o que eleva as concentrações de nitrogênio próximo a 2000 mg/L. O que preocupa é a dificuldade de remoção deste elemento do LAS, principalmente em relação ao potencial impacto ambiental e de saúde pública que pode ser conseqüência ao descarte descontrolado deste efluente no meio ambiente.