REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN 1519-5228 Suplemento Especial - Número 1 - 2º Semestre 2006
Percolação de sódio através de solos do Estado de Pernambuco, Brasil
Arminda Saconi Messias1; Bruno Esteves Távora2; Rita de Cássia Rodrigues da Silva3; Aline Elesbão do Nascimento4
RESUMO
O conhecimento das propriedades hídricas de um solo é de grande importância, uma vez que é indispensável para o correto uso e manejo deste solo. O solo e a água no solo são dois recursos fundamentais da agricultura, bem como a lixiviação de sódio no perfil de solos. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do descarte do lodo têxtil sobre a mobilidade de sódio em amostras de Nitossolo e Espodossolo. Os tratamentos constaram de doses correspondentes a zero, 40, 80 e 120 Mg ha-1 de lodo têxtil misturados nos primeiros cinco centímetros dos solos, empacotados em tubos de PVC. Quinzenalmente, foram analisados os extratos de percolação, percebendo-se aos 45 e 60 dias a máxima de eluviação do sódio respectivamente para o Espodossolo e Nitossolo.
Palavras-chave: efluente; reaproveitamento; solos; lixiviação; resíduo sólido industrial; nutrientes. ABSTRACT
The knowledge of a soil’s hydraulic properties is of great concern, once that is essential for the correct use and handling of this soil. The soil and the soil’s water are two basic resources of agriculture, as well as the sodium leaching in the soil profile. The objective of this work was to study the effect of the discarding of textile’s sludge on the sodium mobility in samples of Nitosoil and Espodosoil. The treatments had consisted of equivalent doses to zero, 40, 80 and 120 Mg ha-1 of textile sludge mixed on the first five centimeters of soil, packed in PVC pipes. Biweekly, the percolating extracts had been analyzed, observing in 45 and 60 days the maximum sodium leaching respectively in the Spodoil and Nitosoil.
Key words: effluent; reuse; soil; leaching; industrial solid waste; nutrient 1 INTRODUÇÃO
No contexto da influência das atividades antrópicas na qualidade das águas, a agricultura é tida como a principal consumidora e uma das principais poluidoras dos recursos hídricos, sendo a salinidade e a contaminação por nitrato os principais indicadores de poluição das águas. Sob determinadas condições de solo e clima e o uso excessivo ou o manejo inadequado de fertilizantes, podem acarretar o enriquecimento
das fontes hídricas, promovendo a eutrofização de suas águas, com sérios prejuízos ao ambiente e à própria saúde humana (Ongley, 2001; Brown et al., 2000; Resende, 2002 apud Brito et al., 2005).
Segundo Brega Filho & Mancuso (2002), a prática de reuso de água no meio agrícola, além de garantir a recarga do lençol freático, serve para fertirrigação de diversas culturas, bem como para fins de dessedentação de animais. A utilização de
água proveniente de reuso é diferenciado para irrigação de plantas não comestíveis (silvicultura, pastagens, fibras e sementes) e comestíveis (nas formas cruas e cozidas), necessitando essas de um nível maior de qualidade. Porém, conforme Beekman (1996), grandes volumes de águas servidas podem ser utilizadas em categorias de reuso, como agricultura irrigada e recarga de aqüíferos, devendo-se atentar para suas limitações sanitárias e ambientais de aplicação.
As práticas agrícolas que utilizam lodo de esgoto ao até mesmo de lodo industrial apresentam baixo custo, ganho na produtividade; além de contribuir no processo de destinação final de resíduos sólidos. Por outro lado, segundo Oliveira et al.(2001), tais práticas trazem preocupações no que diz respeito à contaminação das águas subterrâneas.
De acordo com Bernardi (2003) e Lopes et al. (2004), a existência de elementos químicos metálicos, sendo ou não nutrientes, nos resíduos industriais é preocupante face à possibilidade de contaminação das águas subterrâneas. Embora o reuso da água constitua a resposta à escassez crescente dos recursos hídricos, sob o ponto de vista estritamente econômico, cabe indagar se, pelo ângulo ambiental e, portanto, do desenvolvimento sustentável, esse mecanismo é a melhor resposta que a sociedade pode oferecer, no momento, para a questão da escassez da água.
Com relação à movimentação dos nutrientes no solo, observa-se que a mesma depende de diversos fatores, podendo-se citar, fundamentalmente, a concentração do nutriente em solução, relacionada com a capacidade de adsorção do elemento pelo solo (Grant & Heaney, 1997; Qafoku et al., 2000), as cargas do complexo de troca iônica (Qafoku & Sumner, 2001; Pinheiro, 2002), o pH (Qafoku et al., 2000), a solubilidade do fertilizante (Schumman, 2001) e as proporções dos nutrientes no fertilizante formulado (Silva, 2004). Além disso, a movimentação do nutriente depende do conteúdo de água (Fesch et al., 1998; Padilla et al., 1999) e da macroporosidade do solo (Kirkby et al., 1997; Jacobsen et al., 1997; Jensen et al., 1998; Shiptalo et al., 2000), entre outros fatores. Na verdade, a movimentação de um nutriente no solo é resultado da atuação simultânea dos fatores
supracitados e não da atuação isolada de um deles.
Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a lixiviação de sódio no intuito de determinar as condições seguras para o uso agrícola de um resíduo têxtil, sem que haja o comprometimento da qualidade das águas subterrâneas.
2 MATERIAL E MÉTODOS
Para avaliar a mobilidade do sódio presente no resíduo da Suape Têxtil (Messias, 1999), município de Cabo de Santo Agostinho, Pernambuco, montou-se um experimento no Laboratório Físico-Químico do Núcleo de Pesquisas em Ciências Ambientais – NPCIAMB, da Universidade Católica de Pernambuco – UNICAP, Recife, Pernambuco, Brasil, utilizando-se 24 colunas de tubos de PVC de 10 cm de diâmetro e 21 cm de altura. Nos fundos dos tubos foram colocadas telas de “nylon” (malha de 3 mm) e drenos plásticos (canudinhos) para facilitar a aeração e a drenagem do efluente.
Cada tubo de PVC foi preenchido com amostras de solos classificados, segundo a Embrapa (1999), como Espodossolo (textura arenosa, coletado na Estação Experimental de Itapirema pertencente à Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária – IPA, município de Goiana – PE), e como Nitossolo (textura argilosa, coletado no município de Cabo de santo Agostinho – PE), restabelecendo-se por compactação a densidade aparente natural das amostras, até a altura de 20 cm.
O tratamento com o lodo têxtil foi misturado com os solos, nos primeiros cinco cm, simulando o descarte do resíduo na superfície, nas doses equivalentes a zero, 40, 80 e 120 Mg.ha-1, em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições.
Sobre cada coluna foi aplicada, diariamente, a quantidade de água deionizada relativa à capacidade de campo de cada solo, e os efluentes foram coletados sob a base da coluna, quinzenalmente, para a determinação dos teores de sódio por espectrofotometria de emissão de chama (Daker, 1975).
Os dados obtidos foram submetidos à análise estatística conforme a metodologia de Gomes (1970), utilizando-se o programa estatístico Sanest (Zonta et al., 1984).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Após a preparação dos solos foram realizadas algumas determinações físicas e químicas (Tabelas 1 e 2), segundo a metodologia da Embrapa (1997). O solo de textura arenosa possui um baixo teor de capacidade de campo, de ponto de murcha e de água disponível na solução do solo para as plantas, também possui condutividade hidráulica (11,16 cm.h-1) que favorece maior percolação de água e o aumento da lixiviação de nutrientes.
No solo de textura argilosa verifica-se o aumento da capacidade de campo, do ponto de murcha e da água disponível para as plantas em relação ao solo arenoso; porém, a condutividade hidráulica diminuiu, facilitando a retenção da água através do perfil do solo.
Nessas condições as concentrações eletrólicas teriam pouca efetividade sobre o movimento da água no solo, necessitando de quantidades elevadas para surtir algum efeito, como relata Silva (1988), ao mencionar que baixa permeabilidade natural dos solos de textura fina concorre para que os mesmos não tenham suas propriedades hídricas afetadas significativamente pela presença de sais.
Na Tabela 2 percebe-se que ambos os solos possuem pH classificado como acidez média (em torno de 5,5), os elementos determinados apresentam valores menores para o Espodossolo e maiores para o Nitossolo, porém, ainda dentro do intervalo de média fertilidade. Alguns nutrientes se destacam com valores elevados, como Fe (190 e 380 mg dm-3 para Espodossolo e Nitossolo, respectivamente), Na (180 e 210 cmolc.dm-3 para Espodossolo e
Nitossolo, respectivamente) e K (28 e 74 cmolc.dm-3 para Espodossolo e Nitossolo,
respectivamente).
Tabela - Características físicas dos solos utilizados Determinações Espodossolo Nitossolo Areia - g.kg-1 829,00 118,00 Silte - g.kg-1 70,00 240,00 Argila - g.kg-1 101,00 642,00 CC - g.kg-1 68,50 252,20 PMP - g.kg-1 44,40 206,60 P - dm-3.dm-3 40,00 51,00 Dp - kg.dm-3 2,50 2,85 Dg - kg.dm-3 1,50 1,40 CH - cm.h-1 11,16 7,20
Textura Arenosa Argilosa
C = capacidade de campo;
PMP = ponto de murcha permanente; P = porosidade;
Dp = densidade de partículas; Dg = densidade global; CH = condutividade hidráulica
Tabela 2 - Características químicas dos solos utilizados Determinações Espodossolo Nitossolo
pH 5,50 5,40 P - mg.dm-3 6,69 8,92 K - cmolc.dm-3 28,00 74,00 Na - cmolc.dm-3 180,00 210,00 Zn - mg.dm-3 0,80 1,20 Cu - mg.dm-3 0,60 0,90 Fe - mg.dm-3 190,00 380,00 Mn – mg.dm-3 6,00 22,00 H - cmolc.dm-3 2,47 3,03 Al - cmolc.dm-3 0,50 0,66 Ca - cmolc.dm-3 0,60 1,90 Mg - cmolc.dm-3 0,27 1,19 S - cmolc.dm-3 1,72 4,19 CTC - cmolc.dm-3 4,69 7,88 V - % 36,67 53,17 C - g.kg-1 14,80 18,10 MO - g.kg-1 25,60 31,20 S = soma de cátions;
CTC = capacidade de troca catiônica; V = saturação de bases;
MO = matéria orgânica
Na caracterização química do lodo têxtil (Tabela 3), observam-se baixos teores dos macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg) e, entre os micronutrientes (Fe, Cu, Zn e Mn), verifica-se que o Fe apresenta maior teor na composição do lodo (620 mg.dm-3). Observa-se, também, um teor de matéria orgânica (168 g.kg-1) que poderá
influenciar na mobilização dos nutrientes. O pH de 9,36 apresentado pelo lodo têxtil se encontra na faixa adequada para adubo orgânico estipulado pela Legislação (correspondente à Tabela nº 3, da Portaria nº 1, do Decreto 86.955, de 18.02.82), que indica um mínimo de 6 para o pH de organominerais e de composto.
.
Tabela 3 - Caracterização química do lodo têxtil Determinações Lodo Têxtil
pH 9,36
Nitrogênio total – g.kg-1 8,00 Fósforo total- cmolc.dm-3 0,17 Potássio total - cmolc.dm-3 0,95 Sódio total - cmolc.dm-3 0,60 Cálcio total - cmolc.dm-3 0,32 Magnésio total - cmolc.dm-3 0,11 Matéria orgânica – g.kg-1 168,00
Zn – mg.dm-3 38,00
Cu - mg.dm-3 36,00
Fe - mg.dm-3 620,00
Mn - mg.dm-3 30,00
Fonte: LAGRI - Laboratório de Análises Agrícolas Ltda (2000)
Através de ajuste polinomial foi possível equacionar a taxa de sódio percolado, para ambos os solos, em função da dose e do tempo. O modelo apresentado foi significativo, a 5 %, como mostram as Tabelas 4 e 5.
Eq 1. Taxa de lixiviação de sódio para o Espodossolo: Eq 2. Taxa de lixiviação de sódio para o Nitossolo:
Tabela 4 - Análise de variância para o modelo de regressão do Espodossolo
Multiple Linear Regression - Analysis of Variance ANOVA DF Sum of Squares Mean Square Regression 4 188.223.628.545 47.055.907.136
Residual 11 47.184.160.099 42.894.691 Total 15 235.407.788.644 1.569.385.257.625
F-TEST 10.970.101
p-value 0.000782
Tabela 5 - Análise de variância para o modelo de regressão do Nitossolo
Multiple Linear Regression - Analysis of Variance ANOVA DF Sum of Squares Mean Square Regression 4 233.338.970.635 58.334.742.659 Residual 11 61.855.987.959 5.623.271.633 Total 15 295.194.958.594 1.967.966.390.625 F-TEST 10.373.808 p-value 0.000989 As Figuras 1 e 2 apresentam o comportamento do sódio em função do tempo de lixiviação, bem como da dose de lodo têxtil. Pode-se observar que ambos os fatores avaliados influenciaram a lixiviação do sódio nos dois solos estudados, embora a adição de lodo têxtil tenha
contribuído mais significativamente para a liberação do elemento. Portanto, a entrada de água deionizada no sistema provocou alterações no estado de agregação dos solos, haja vista a ausência de sais nesta água, tornando-as catalisadoras dos fenômenos de dispersão (Gheyi et al., 1997).
Figura 1 - Comportamento do Na percolado em função do tempo e dose de lodo para o Epodossolo.
251.84 -0.0052dose + o 0.1624temp - 1.477dose + tempo 14.46 = Na 2 2 lixiviado 220.41 -0.0067dose + 0.084tempo -dose 1.43 + tempo 10.15 = Na 2 2 lixiviado
Figura 2 - Comportamento do Na percolado em função do tempo e dose de lodo para o Nitossolo
Pode-se observar, ainda, que para o solo de textura argilosa houve uma maior dispersão na distribuição, em função do tempo, caracterizando, assim, um retardo na percolação do sódio, quando comparado com o Espodossolo, que apresentou uma menor dispersão. Isto pode, também, ser constatado ao ser avaliada a máxima percolação que, para o solo de textura arenosa, ocorre aos 45 dias enquanto que para o solo de textura argilosa aos 60 dias de eluviação.
4 CONCLUSÕES
Os resultados apresentados e discutidos neste trabalho permitiram, à luz da metodologia empregada, concluir que a presença de lodo têxtil influenciou a percolação de sódio, em ambos os solos estudados. A textura arenosa indicou, como ponto de máxima, 45 dias de percolação e a textura argilosa, 60 dias de lixiviação, para o elemento químico sódio.
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1Doutora em Engenharia Ambiental, Profa titular
UNICAP, Pesquisadora do IPA e NPCIAMB-UNICAP- Recife-PE, Rua do príncipe, 526, Boa Vista, Recife-PE, saconi@unicap.br;
2 Engenheiro Ambiental;
3Doutoranda em Engenharia Química – UFPE; 4 Doutora em Microbiologia, Profa adjunto
UNICAP e Pesquisadora do NPCIAMB – UNICAP.
