Capítulo 6. Manejo da água e erosão do solo
7.3 Contaminantes presentes nos resíduos utilizados na agricultura
7.3.1 Nutrientes
Os resíduos orgânicos possuem apreciáveis concentrações de alguns nutrientes essenciais ao desenvolvimento das plantas (N, P, K, Ca, Mg, S e micronutrientes). A concentração desses nutrientes varia muito, de acordo com o tipo de resíduo, sendo que o mesmo tipo de resíduo pode também apresentar grande variação na concentração de nutrientes (Figura 7.2a, b, c). Por isso, é necessária uma análise química confiável do resíduo, antes de sua utilização no solo ou utilizar algum parâmetro, para estimar a concentração de nutrientes, como é o caso da utilização da densidade, para estimar a concentração de nitrogênio, fósforo e potássio, em dejeto líquido de suínos, ou o número de lotes para estimar a concentração desses nutrientes na cama de aviário (CQFS-RS/SC, 2016).
Um dos principais limitantes da utilização de resíduos como fonte de nutriente é a falta de informação sobre a quantidade exata de nutrientes neles contidos. Mesmo conhecendo a concentração exata em determinado resíduo, dificilmente a quantidade de nutrientes nele presente atenderá a demanda do solo e da cultura cultivada. Por isso, são considerados fertilizantes “desequilibrados” (Figura 7.2d), sendo comum observar o enriquecimento desnecessário de alguns nutrientes no solo, quando a aplicação de resíduos é feita de forma indiscriminada, ao longo de vários anos, visando suprir aquele nutriente com menor concentração no resíduo. Para evitar possíveis contaminações, faz-se necessário utilizar os resíduos combinados com fertilizantes minerais concentrados, em que a dose mínima de resíduo utilizada é calculada, para satisfazer a necessidade de um dos macronutrientes e, logo após, a complementação dos demais macronutrientes é realizada com alguma fonte mineral.
Elementos como cálcio, potássio e enxofre dificilmente geram risco de contaminação da água e do solo. Mas a adição excessiva de determinado cátion básico pode promover desbalanço nutricional de outros, em virtude da competição pelos sítios de troca no solo e/ ou pela inibição competitiva na absorção de cátions pelas plantas. Por outro lado, a adição de fósforo e nitrogênio em excesso gera grande risco de contaminação das águas superficiais e subterrâneas. Ambos os elementos têm potencial de eutrofizar corpos d’água, mas o seu caminho até os recursos hídricos difere sobremaneira.
CAPÍTULO 7. CONTAMINAÇÃO DA ÁGUA E DO SOLO POR RESÍDUOS UTILIZADOS NA AGRICULTURA
FIGURA 7.2 Teor médio de nitrogênio (N) (a), fósforo (P) (b), potássio (K) (c) e proporção de N/P/K (d) em diferentes resíduos orgânicos utilizados na agricultura. Fonte: dados obtidos em (CQFS-
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CAPÍTULO 7. CONTAMINAÇÃO DA ÁGUA E DO SOLO POR RESÍDUOS UTILIZADOS NA AGRICULTURANo solo, a principal forma de fósforo é o ânion fosfato (H2PO4-), que é fortemente
retido pela fração mineral do solo, especialmente, pelos óxidos de ferro (FINK et al., 2016). Por isso, a sua principal via de transporte até os corpos d’água é pelo escoamento superficial e erosão do solo (Figura 7.3). As perdas de fósforo pelo escoamento superficial estão diretamente relacionadas ao volume de precipitações pluviais durante o ciclo das culturas e à quantidade de resíduos aplicados na superfície do solo (LOURENZI et al., 2015). Além disso, as perdas de fósforo e o potencial contaminante são maiores, nos primeiros eventos de chuva, que ocorrem após a aplicação dos resíduos sobre o solo.
FIGURA 7.3 Formas preferenciais de transferência de fósforo e nitrogênio dos ambientes terrestres para os ambientes aquáticos.
Além das perdas por escoamento superficial, a aplicação sucessiva de resíduos pode levar à saturação dos sítios de sorção de fósforo do solo, promovendo a migração do elemento, ao longo do perfil do solo e ocasionar, inclusive, perdas por lixiviação em solos arenosos com baixa capacidade de adsorção de fósforo. Esse fato foi observado por Girotto et al. (2013) que constataram concentrações de até 3,52 mg L-1 de fósforo solúvel lixiviado na profundidade
CAPÍTULO 7. CONTAMINAÇÃO DA ÁGUA E DO SOLO POR RESÍDUOS UTILIZADOS NA AGRICULTURA
Esses mesmos autores observaram que, em todos os cultivos avaliados, ao longo de cinco anos agrícolas, ocorreram vários eventos de chuva com teores de fósforo na solução lixiviada superior a 0,15 mg L-1, que é o limite máximo permitido para a água de classe três (água que
pode ser utilizada para consumo humano após o tratamento), de acordo com a resolução 357 do CONAMA (2005). Demonstra-se que, mesmo o fósforo, que é retido fortemente pela matriz sólida do solo, pode apresentar alto potencial poluidor das águas subsuperficiais em certas circunstâncias.
No Sul do Brasil, recentemente, foi estabelecido um limite crítico de fósforo de fácil adoção com o intuito de monitorar e limitar os riscos de contaminação ambiental com fósforo. Esse limite foi proposto por Gatiboni et al. (2015) e é calculado utilizando o teor de argila do solo e o teor de fósforo extraído por Mehlich 1 (Equação 2).
Equação 2
1
% 40
Teor crítico de fósforo mg kg Teor de argila
À diferença do fósforo, o nitrogênio pode ser facilmente perdido por lixiviação e contaminar o lençol freático (Figura 7.3), pois o nitrato (NO3-), que é a forma de nitrogênio
predominante em ambientes oxidados, é retido com baixa energia pelos coloides orgânicos e inorgânicos do solo (GIROTTO et al., 2013). A transferência de nitrogênio por lixiviação é maior nas chuvas que ocorrem, logo após a aplicação de resíduos, ocorrendo uma drástica redução, de acordo com o distanciamento temporal da aplicação.
Além disso, a quantidade de nitrogênio transferida pela lixiviação também está diretamente associada à dose de resíduo aplicada e a seu conteúdo de nitrogênio. Em estudo com a aplicação de 20, 40 e 80 m3 ha-1 de dejeto líquido de suínos, a perda acumulada de NO
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por lixiviação, ao longo de cinco anos de avaliação, foi de 23, 25 e 19 kg ha-1, respectivamente
(GIROTTO et al., 2013), o que representa 3,4, 2,0 e 0,7% do total de nitrogênio aplicado, respectivamente. Embora a transferência de nitrogênio por escoamento superficial possa ser considerada pequena, em comparação com a quantidade total adicionada via resíduos, no mesmo período descrito acima, as quantidades de nitrogênio mineral perdidas, via escoamento superficial, foram de 16, 19 e 33 kg ha-1, com a aplicação de 20, 40 e 80 m3 ha-1
de dejeto líquido de suínos, respectivamente (CERETTA et al., 2010), tornando-as uma fonte expressiva de contaminação de corpos hídricos por nitrogênio.