Adicionar dejetos suínos por 17 anos em área agrícola causa poluição por cádmio? / Adding drawings of pigs for 17 years in agricultural areas causes cadmium pollution?

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 8, p. 60904-60915 aug. 2020. ISSN 2525-8761

Adicionar dejetos suínos por 17 anos em área agrícola causa poluição por

cádmio?

Adding drawings of pigs for 17 years in agricultural areas causes cadmium

pollution?

DOI:10.34117/bjdv6n8-489

Recebimento dos originais:08/07/2020 Aceitação para publicação:24/08/2020

Veridiana Cardozo Gonçalves Cantão Formação acadêmica mais alta: Dra. Ciência do Solo

Instituição: Universidade de Rio Verde

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: veridiana@unirv.edu.br

Rafaella Oliveira Willinghoefer

Formação acadêmica mais alta: Eng. Agrônoma, Mestranda em Produção Vegetal Instituição: Universidade de Rio Verde

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: rafaellaoliveiraw@hotmail.com

Lawren Kristine Oliveira Morais

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: lawrenmorais@hotmail.com

Raquel de Sousa Neta

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: raquels.neta@gmail.com

Emanuela Maria Carmo Arantes

Formação acadêmica mais alta: Estudante de iniciação científica da Faculdade de Agronomia Instituição: Universidade de Rio Verde

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: emanuelamariaca@gmail.com

Rose Luiza Moraes Tavares

Formação acadêmica mais alta: Dra. Engenharia Agrícola Instituição: Universidade de Rio Verde

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: roseluiza@unirv.edu.br

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 8, p. 60904-60915 aug. 2020. ISSN 2525-8761 Paulo Fernandes Boldrin

Formação acadêmica mais alta: Dr. Ciência do Solo Instituição: Universidade de Rio Verde

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: pfboldrin@gmail.com

June Scherrer Faria Menezes

Formação acadêmica mais alta: Dra. Fitotecnia (Produção Vegetal) Instituição: Universidade de Rio Verde

Endereço: Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, caixa postal 104. CEP: 75901-970 E-mail: june@unirv.edu.br

RESUMO

A agricultura leva a população a questionamentos dos mais diversos. Dentre estes, estão os impactos ambientais, a qualidade de vida e a segurança alimentar. A adição de dejetos líquidos de suínos (DLS) em áreas agrícolas é uma alternativa interessante para a produção de alimentos, pois apresentam em sua composição elementos essenciais as culturas como nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Mas, as doses de DLS aplicadas são adequadas para manter a qualidade do solo, plantas e da água (lençol freático e fonte para animais) no que se refere a presença de cádmio (Cd)? Para responder a esta pergunta, objetivou-se quantificar os teores de Cd em solo, plantas de soja e milho e na água percolada de área agrícola que recebeu por 17 anos consecutivos a adição de DLS em doses crescentes. Foram coletadas plantas de soja e milho, solo nas camadas de 0-20 e 20-40 cm e água (diariamente) em parcelas onde foram adicionados dejetos suínos e fertilizantes minerais. O teor de Cd foi quantificado por absorção atômica com forno de grafite. Os resultados obtidos permitem desmistificar a ideia popular de que “dejetos suínos são poluidores ambientais”, pois os teores de Cd, em todas as amostras avaliadas encontram-se abaixo dos níveis regulamentados no Brasil.

Palavra-chave: Água, elemento-traço, Latossolo Vermelho. ABSTRACT

Agriculture leads the population to question the most diverse. These include environmental impacts, quality of life and food security. The addition of swine manure (DLS) in agricultural areas is an interesting alternative for the production of foods, since they present essential elements such as nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K). But, are the doses of DLS applied adequate to maintain the quality of soil, plants and water (water table and source for animals) with respect to the presence of cadmium (Cd)? In order to answer this question, the objective was to quantify the levels of Cd in soil, soybean and corn plants and in percolated water of agricultural area that received the addition of DLS in increasing doses for 17 consecutive years. Soil and corn plants were collected, soil in the 0-20 and 20-40 cm layers and water (daily) in plots where swine manures and mineral fertilizers were added. The Cd content was quantified by atomic absorption with graphite furnace. The results obtained allow us to demystify the popular idea that "swine manure is an environmental pollutant", since the contents of Cd in all the samples evaluated are below the regulated levels.

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Braz. J. of Develop.,Curitiba, v. 6, n. 8, p. 60904-60915 aug. 2020. ISSN 2525-8761 1 INTRODUÇÃO

O bem-estar e a qualidade de vida da população, nos últimos anos, é motivo de diversas discussões mundiais, sendo a agropecuária alvo de frentes multidisciplinares de pesquisa. Neste contexto, a produção suína, que gera uma grande quantidade de dejetos torna-se motivo de desconfiança dentre a população pois, em um primeiro momento seria a causadora de possíveis impactos ambientais.

Os dejetos líquidos suínos (DLS) são aplicados em áreas agrícolas como biofertilizantes, pois estes apresentam em sua composição alguns elementos essenciais para o desenvolvimento das culturas, como nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), magnésio (Mg), cobre (Cu) e zinco (Zn) (CORRÊA et al., 2011; SILVA et al., 2015). Entretanto, além dos nutrientes, os DLS podem apresentar elementos traço (ETs) nocivos a plantas, animais e a saúde humana. Fazem parte dessa classe, metais catiônicos e oxiânions encontrados em concentrações < 0,1 g kg-1 no ambiente (SPARKS, 1995), tal como cádmio (Cd).

O conteúdo total de ETs em solos tem refletido a extensão da contaminação de atividades humanas (DLS, por exemplo) e processos naturais de intemperismo de solos, mas o comportamento dos ETs depende de sua forma química ou iônica que, certamente, é muito influenciada pelo pH, quantidade presente, solubilidade, origem – se pedogênica ou antropogênica (DLS, por exemplo) – e sua interação com os colóides do solo. Adicionalmente, a disponibilidade destes ETs pode ser afetada por reações mediadas biologicamente e oxidação/redução sequenciais que ocorrem no solo (SLAGLE, 2004; SLAGLE, 2001).

Os impactos negativos causados pelos ETs como o Cd aos solos, plantas e águas têm despertado grande interesse devido, principalmente, à contaminação de uma parcela significativa de populações vizinhas às fontes geradoras desses elementos (SISINNO & MOREIRA, 1996). Diante disso, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA/MMA) implementou a Resolução nº 420, de dezembro de 2009, a qual dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias em decorrência de atividades antrópicas, a fim de promover a prevenção da contaminação do solo, a manutenção de sua funcionalidade e a proteção da qualidade das águas superficiais e subterrâneas (CONAMA, 2009), revisada em seu artigo 8°, no ano de 2013, passando a ser vigente a resolução n° 460 (CONAMA, 2013).

A transferência de ETs do solo para as plantas é parte do seu ciclo bioquímico (KABATA PENDIAS, 2004) e a sua concentração nas mesmas é reflexo da abundância no solo, solução nutritiva e água (KABATA PENDIAS & MUKHERJEE, 2007). A absorção dos ETs se dá quando estes se encontram dissolvidos na solução do solo, seja na forma iônica, quelada ou na forma de

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complexos. A absorção depende de características do solo, da especiação do metal e do requerimento fisiológico da planta pelos ETs (SRINIVAS et al., 2009). Elementos não essenciais, como Cd, quando presentes nas plantas, podem causar efeitos deletérios em seus componentes. Na maioria das vezes, a presença desses elementos no solo encontra-se em concentrações ou formas que não oferecem riscos ao ambiente. Porém, atividades antropogênicas excessivas, como o uso consecutivo de DLS, podem aumentar a concentração desses elementos (KABATA-PENDIAS & PENDIAS, 2001). Os ETs podem expressar seu potencial poluente através da disponibilidade às plantas em níveis fitotóxicos e da possibilidade de transferência para a cadeia alimentar (água, plantas, carne) (SOARES et al., 2005).

A presença de Cd é um agravante no que diz respeito à segurança alimentar. Esse elemento uma vez absorvidos da solução do solo pelas plantas, pode ser translocado para partes comestíveis (PERALTA-VIDEA et al., 2009) e entrar na cadeia alimentar, meio principal de transferência de ET para os seres humanos (KABATA PENDIAS & MUKHERJEE, 2007; GONZÁLEZ-MUÑOZ & MESEGUER, 2008).

A adição de dejetos suínos em áreas agrícolas é uma alternativa interessantes para a produção de alimentos. Mas, as doses aplicadas são adequadas para manter a qualidade da água (lençol freático e fonte para animais) no que se refere a presença do ET Cd?

Para responder a esta pergunta, foram quantificados os teores Cd no solo, plantas e água percolada de área agrícola que recebeu, por 17 anos consecutivos, a adição de DLS em doses crescentes, avaliando-se a qualidade desta e a sustentabilidade do sistema de produção agrícola assim como a segurança alimentar.

2 MATERIAL E MÉTODOS

As amostras foram coletadas em experimento de longa duração (17 anos em 2017) com aplicação cumulativa de dejeto líquido de suíno (DLS). A área experimental estava localizada no município de Rio Verde - GO, nas coordenadas 17º 48’ de latitude sul e 55º 55’ de longitude oeste, com 760 m de altitude e 4% de declividade.

A região se caracteriza pelo clima do tipo Aw (seco no inverno e úmido no verão) de acordo com classificação de Koppen e o solo classificado como LATOSSOLO VERMELHO Distróférrico (SANTOS et al., 2018), com textura argilosa (60% de argila, 15% de silte e 25% de areia). A área recebeu anualmente a aplicação de dejetos líquidos suínos e seu início se deu no ano agrícola 2000/2001. O sistema de cultivo adotado foi em semeadura direta no sistema de sucessão tendo a soja como cultura principal e milho em segundo cultivo. A área ainda apresenta em seu histórico o cultivo de cana-de-açúcar.

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Na área foram instaladas parcelas experimentais que consistiram dos seguintes tratamentos: controle (sem adubação); adubação mineral (380 kg ha-1_{de NPK 4-20-18); 25 m}3_ha-1_{DLS; 50 m}3 ha-1; 75 m3 ha-1 DLS e 100 m3 ha-1 DLS. Os tratamentos foram dispostos em blocos casualisados com 4 repetições.

O dejeto suíno utilizado foi proveniente de um sistema vertical terminador (VST) com sistema de lagoa de estabilização anaeróbia com capacidade de 120 m3_{, sendo aplicado em} cobertura, por aspersão, anualmente no mês de outubro, enquanto que a adubação com NPK foi realizada no plantio.

Foram coletadas amostras de solo e plantas de soja e milho do experimento. Fizeram parte das amostras de solo as camadas de 0-20 e 20-40 cm de profundidade. As amostras para as análises de Cd foram maceradas em gral e pistilo, até passarem por uma peneira de náilon de 0,15 mm de malha. A extração do ET das amostras foi realizada pelo método 3050B (USEPA, 1998). Os extratos obtidos após a digestão foram filtrados em papel filtro 0,45 µm, lavando-se as paredes dos tubos com 10 mL de água destilada para remoção de eventuais resíduos que tenham ficado retidos nas paredes.

Nos tratamentos adubação mineral, 25 m3 ha-1 DLS e 100 m3 ha-1 DLS foram acoplados lisímetros com tambores de 60 L para coleta da água percolada que foi realizada diariamente durante o período chuvoso de 2016/17. As amostras de solo, planta e água foram analisadas em triplicata e para cada bateria utilizou-se uma amostra do padrão BCR® 142R (light Sandy soil), BCR® 482 (Lichen) e BCR® 609 (ground water) específicas para solo, plantas e água como referência do teor de Cd e uma amostra em branco para controle da qualidade dos reagentes utilizados nas análises.

O teor do ET no solo, plantas e a água percolada foram quantificados em espectrofotômetro de absorção atômica com forno de grafite. O limite de detecção deste aparelho foi obtido lendo-se a concentração de Cd em sete amostras em branco e aplicando-se a formula LD= s x 3, onde, LD = limite de detecção e s = o desvio padrão das amostras branco. Os resultados obtidos foram comparados com a Resolução nº 460 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA, 2013).

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

A figura 1, mostra os teores de cádmio no solo nas camadas de 0-20 e 20-40 cm de profundidade. Observa-se que onde foi aplicado DLS, o Cd ficou retido em maiores quantidades na camada superficial. Possivelmente, o resultado deve-se ao efeito da matéria orgânica do solo (MOS) na camada de 0-20 cm ser mais alto (18,21 a 20,76 g kg-1) do que na camada de 20-40 cm (15,87 a 17,70 g kg-1). O acúmulo de Cd na parte superficial ocorre, pois há interação do Cd com a matéria

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orgânica devido ao contato direto entre o ET e cargas de superfície da MOS (PORTA et al., 1994; GONG & DONAHOE, 1997; MOREIRA et al., 2001; FIRME et al., 2014).

Em função do Cd ser adicionado ao solo por DLS, a sua mineralização ocorre lentamente, porém gradual, podendo ser verificado pelos baixos teores de Cd incorporado ao solo, quando comparado ao fertilizante mineral. Levando-se em consideração as particularidades dos solos dentre os estados brasileiros, verifica-se, que de maneira geral, teores de Cd menores ou iguais a 1,3 mg kg-1_{não são preocupantes, pois os solos são considerados como de preservação (CONAMA, 2013).} Observa-se que as amostras avaliadas apresentaram teores de Cd menores do que os regulamentados, o que significa que não existem problemas ambientais relacionados ao ET nessa área, independentemente do tratamento utilizado. Pode-se relatar então que o DLS quando aplicado em doses adequadas não provoca nenhum tipo de poluição pelo Cd como observa-se nos resultados.

Figura 1 - Teores de Cd em amostras de solo superficiais e subsuperficiais adubada por 17 anos consecutivos com

NPK e doses de DLS.

A preocupação com os níveis de Cd no solo é averiguada por diversos pesquisadores. Campo et al. (2012) avaliando teores de base de Cd em solos do bioma cerrado, verificaram que os Latossolos estudados apresentaram de 0,92 a 4,05 mg kg-1 do elemento na profundidade de 0-20 cm. No trabalho de Basso et al. (2012) onde foi avaliado o impacto da adubação contínua das culturas com DLS (22 anos) mostrou que em apenas 30% das propriedades do Oeste Catarinense apresentaram teores de Cd maiores do que em áreas sem aplicação do dejeto. Entretanto, os autores mencionam que os valores encontrados foram abaixo da legislação vigente, indicando que o Cd não causaria riscos ambientais na região.

0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016 0,018 0,020 Controle Mineral 25 m3 DLS 50 m3 DLS 75 m3 DLS 100 m3 DLS C d ( m g k g -1) Tratamentos 0-20 20-40

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Os teores de Cd em plantas de milho e soja apresentaram valores abaixo do limite de detecção do espectrofotômetro de absorção atômica (<LD). Este resultado indica que as concentrações do ET no tecido das plantas foram muito baixas. Tal informação só reforça a discussão anterior e desmitifica a ideia popular de que “dejetos suínos são poluidores ambientais”. Sendo assim o uso destes dejetos como biofertilizantes para as culturas, pode ser adotado com tranquilidade, pois as doses de DLS que foram usadas no experimento, não foram capazes de aumentar o teor de Cd no solo e plantas em níveis acima dos considerados preocupantes. Além disso, não foram constatados possíveis riscos à saúde, pois valores encontrados não ultrapassaram os limites considerados seguros do ponto de vista de riscos à saúde humana e animal. Resultados semelhantes foram encontrados por Corguinha et al. (2012) e Corguinha et al. (2015) avaliando o teor de Cd em partes comestíveis de diversas culturas em áreas agrícolas brasileiras.

Os resultados obtidos para teores de Cd na água percolada em amostras semanais são apresentados na figura 2. Observa-se que os teores de Cd semanais foram bastante variáveis durante o período avaliado. Os valores obtidos foram de aproximadamente 0,050 a 0,180 µg L-1 para o tratamento com adição de NPK; 0,001 a 0,160 µg L-1 para os tratamentos com adição de 25 m3 de DLS e quando foram aplicados 100 m3 de DLS os teores de Cd foram de 0,010 a 0,170 µg L-1. Estes resultados mostram que o Cd não causou impactos ambientais, pois os mesmos estão abaixo dos valores estabelecidos pelo CONAMA.

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Figura 2 - Teores semanais de cádmio em água percolada de área agrícola com aplicação de dejetos de suíno durante

12 (doze) semanas. (A) Adubação mineral, (B) 25 m3_{DLS, (C) 100 m}3_{DLS. Médias de 4 amostras.}

Em virtude de os resultados semanais não apontarem para riscos ambientais relacionados à Cd, optou-se por agrupar as amostras em períodos mensais e atribuir o valor médio desses teores

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C d ( µ g L -1) Semana 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C d ( µ g L -1) Semana 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C d ( µ g L -1) Semana

A

B

C

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durante o período de avaliação para novamente comparar os resultados com a legislação vigente. Este agrupamento dos teores semanais em mensais e somatória dos resultados foi com a intenção de verificar se haveria alguma alteração dos teores de Cd na água, pois no ambiente, de maneira geral, não são realizados monitoramentos semanais a não ser em situações de riscos potenciais. Neste momento, foi inclusa uma amostra de água de torneira para verificação da sua qualidade e compará-la com os tratamentos (Tabela 1).

Tabela 1 - Teor de Cd mensal e médio no período de dezembro a março de 2016/17 em água percolada de área agrícola

com aplicação de dejetos de suíno.

Tratamento Teor de Cd Mensal Teor de Cd

Médio --- µg L-1_--- Mineral 0,094 0,147 0,092 0,123 0,114 25 m3_DLS _0,077 _0,109 _0,081 _0,123 _0,098 50 m3_DLS _0,058 _0,140 _0,130 _0,116 _0,111 Água de torneira 0,180 BCR 609 0,147 (0,164± 0,012) Legislação 5,0*

* Padrões de potabilidade de substâncias químicas definidos na portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde. (CONAMA 2009).

É possível observar que o Cd permaneceu sem causar danos ambientais, pois as amostras mensais obtiveram teores abaixo da legislação. O mesmo aconteceu com a água de torneira. Resultados opostos aos obtidos foram verificados por Ferraz et al. (2018) ao avaliarem a presença de Cd na água de diferentes reservatórios subterrâneos em Vitória da Conquista – BA. Os autores mencionam que o teor de Cd encontrado variou de 30,0 a 34,0 µg L-1 deixando evidente a falta de qualidade da água para consumo humano naquela região.

É importante destacar que os resultados obtidos são relevantes devido ao teor do ET nas amostras BCR. As amostras certificadas BCR® 142R, BCR® 482 e BCR® 609 mostram que os teores de Cd obtidos estão adequados, pois foi recuperado no equipamento 93, 97 e 90% do valor certificado nas amostras.

Os resultados deste trabalho permitem desmistificar a ideia popular de que “dejetos suínos são poluidores ambientais” no que se refere a Cd, pois seus teores, nas amostras de solo, plantas (milho e soja) e água encontram-se abaixo dos valores regulamentados pelo CONAMA.

4 CONCLUSÕES

Os teores totais de Cd, encontrados no solo, plantas de soja e milho e na água percolada de área com adição de DLS e formulação NPK por 17 anos estão abaixo dos limites considerados como aceitáveis atualmente sob vista de avaliação de risco à saúde.

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A adição contínua de DLS em doses até 100 m3 ha-1 e NPK nas doses recomentadas para as culturas não causam impactos ambientais no solo, milho, soja e água, quanto à Cd.

REFERÊNCIAS

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