UTILIZAÇÃO DO SOLO COMO ELEMENTO DEPURADOR

A disposição de águas residuárias no solo, principalmente os esgotos domésticos, é uma prática bastante antiga, sendo considerada uma importante alternativa de tratamento, a qual, assim como na autodepuração em corpos d´água e nos demais tipos de tratamento natural, compreende processos físicos, químicos e biológicos de remoção de carga poluidora.

Conforme Descrito por Paganini (1997), para compreende-los é preciso ter-se presente que o solo é um meio físico formado por substancias minerais e orgânicas, cujas formas predominantemente granulares conferem-lhe propriedades características como a porosidade, a permeabilidade, a textura e outras que o tornam o hábitat natural de um grande numero de seres vivos microscópicos, vegetais e animais.

A matéria orgânica morta decompõe-se ao atingir o solo, no processo de alimentação dos organismos que nele estão presentes e tem assim sua sobrevivência assegurada. As substâncias mais simples daí resultantes repõem o estoque de sais minerais que contêm os macronutrientes (nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e outros) e os micronutrientes (ferro, manganês, zinco, cromo e outros) utilizados pelas plantas, os quais, juntamente com a água e o gás carbônico, permitem a síntese da matéria orgânica pela vegetação através da fotossíntese. Dessa forma, a matéria orgânica realimenta o solo e transforma- se novamente em matéria orgânica viva. Se ao morrer não se incorporar ao solo, ou porque dele é retirada pela colheita, ou porque ele ou produtos de sua decomposição são carregados pelas águas (erosão e lixiviação), a tendência é a exaustão desse solo, com perda de sua fertilidade e capacidade de produção.

Por outro lado, a superalimentação do solo, pela adição de matéria orgânica em excesso além daquela que ele tem condições de renovar, provoca um aumento demasiado na concentração de um grande número de substâncias resultantes da decomposição, que acaba por tornar- se nociva à vida que nele se processa, reduzindo- a, não por falta de alimentos, mas por indigestão.

Pelo menos quatro propriedades do solo são extremamente importantes para sua utilização como para disposição:

a) Capacidade de troca iônica: representa a quantidade total de cátions e ânions que são absorvidos por unidades de peso no solo. Solos úmidos possuem capacidade de troca de cátions entre moderada e grande, mas capacidade limitada para troca de ânions. É importante salientar que a capacidade que um solo possui de reter os íons metálicos trazidos pelos esgotos, e impedi-los de atingir as águas superficiais e/ ou subterrâneas, bem como os tecidos vegetais, depende em grande parte de sua capacidade de troca iônica.

b) Capacidade tampão: provém de diversos fatores; solos carbonatados tamponados para um pH igual ou maior que 7 inibem a solubilidade dos metais pesados.

c) Filtrabilidade do solo: refere- se a sua eficiência como um filtro (físico) de partículas em suspensão. A filtração de organismos patogênicos provenientes do esgoto é um elemento importante para o processo de utilização de sua disposição em áreas agrícolas. Solo permeáveis de textura intermediária possuirão um conteúdo coloidal suficiente para aprisionar ou reter partículas, e constituem-se nos melhores filtros.

d) Microbiologia do solo: ocorrem transformações microbiológicas como os esgotos dispostos sobre o solo. Tais transformações envolvem a utilização de microrganismos, a fim

de transformar alguns compostos que contém os elementos essenciais ao desenvolvimento das plantas, como por exemplo, o nitrogênio, o fósforo, o enxofre e o carbono.

Essas quatro propriedades são os resultados de vários fatores, cuja interação, com reflexos sinérgicos ou inibitórios, fixará as propriedades do solo como um todo.

3.4.1 Método de infiltração

Esse processo de disposição de esgotos no solo, conforme descrito por Paganini (1997), é similar aos filtros intermitentes de areia, onde a maior porção dos esgotos infiltra-se no solo, ou a ele incorpora-se, embora uma parte evapore diretamente à atmosfera. A aplicabilidade da infiltração rápida depende de o solo apresentar uma camada espessa acima do lençol freático, mais do que naquele método, entretanto são exigidas grandes permeabilidades e boas características de drenagem, para que se tornem viáveis as elevadas taxas de aplicação normalmente empregadas.

Na aplicação dos esgotos feita normalmente por inundação, são preferíveis os terrenos de topografia plana ou pouco ondulada, sem grandes declividades, até cerca de 4 a 6% de acordo com o tipo de solo e a exigência ou não de vegetação protetora. A utilização de um solo por longo período para infiltração rápida de esgotos é mais favorecida quando estes são submetidos a uma decantação prévia, a fim de que seja removida parte dos sólidos presentes no esgoto bruto.

As taxas médias de aplicação de esgotos são definidas pela capacidade de infiltração, pelas condições de drenagem e pelo tempo de secagem após cada aplicação. Uma grande variação de taxas é encontrada na literatura desde 150 a 5000 m3 / ha x dia, porém em pesquisa realizada numa estação experimental em Torres (RS) constatou-se que taxas superiores a 450 m3 / ha x dia para esgotos com tratamento preliminar são muito elevadas, conduzindo à colmatação muito rapidamente.

O tempo de secagem destinado à aeração do solo é conseguido pelo parcelamento da área a ser utilizada e a aplicação dos esgotos em rodízio alternadamente. Lagoas de equalização de vazão podem tornar-se necessárias, considerando-se a grande flexibilidade operacional que conferem a um sistema de infiltração no solo.

3.4.2 Percolação

O movimento descendente da água no solo abaixo de sua superfície, e que ocorre na zona saturada, é referido como percolação e ocorre em duas fases distintas (água e meio solo), sendo regido somente pelas forças da gravidade. Como a percolação ocorre na zona saturada, o movimento é governado pelos mesmos parâmetros que regem o fluxo do lençol subterrâneo e pode, portanto, ser descrito pela equação de Darcy.

(V = Q / A)

onde:

V = velocidade (m/s) Q = vazão (m3 / s) A = área (m2).

Quando a percolação acontece em meio não saturado, ela ocorre essencialmente através de duas fases, já que líquido e gás (água e ar)ocupam concomitantemente os poros do solo. Enquanto solução geral, não existe uma equação disponível que represente o movimento; entretanto, trabalhos experimentais têm indicado que, para o caso de fluxo unidirecional, uma modificação da equação de Darcy pode ser usada com bons resultados. A modificação consiste na introdução de um fator que reduz a permeabilidade específica; esse fator é função da percentagem de saturação do solo.

Em ambos casos, fluxo saturado e não saturado, a percolação depende da permeabilidade, e a permeabilidade depende do tamanho dos poros e da estrutura do solo, sendo função direta, portanto, do tipo e da sua formação, com ênfase especial à estratificação de materiais de diferentes classificações, num mesmo local.