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COMPOSTAGEM E SOLARIZAÇÃO PARA
HIGIENIZAÇÃO DE LODO DE ESGOTO E USO NO
CULTIVO DE CÁSSIA AMARELA (Senna siamea Lam)
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS – ESCOLA DE ENGENHARIA DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
Área de concentração: Tecnologia Ambiental e Recursos hídricos
RECIFE
–
PE
2OO7
RONALDO FAUSTINO DA SILVA
TESE DE DOUTORADO
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS – ESCOLA DE ENGENHARIA DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
Área de concentração: Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos
TESE DE DOUTORADO
RONALDO FAUSTINO DA SILVA
COMPOSTAGEM E SOLARIZAÇÃO PARA
HIGIENIZAÇÃO DE LODO DE ESGOTO E USO NO
CULTIVO DE CÁSSIA AMARELA (Senna siamea Lam)
Recife
2007
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COMPOSTAGEM E SOLARIZAÇÃO PARA HIGIENIZAÇÃO
DE LODO DE ESGOTO E USO NO CULTIVO DE CÁSSIA
AMARELA (Senna siamea Lam)
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S586c Silva, Ronaldo Faustino da.
Compostagem e solarização para higienização de lodo de
esgoto e uso no cultivo de Cássia Amarela (Senna siamea Lam). –
Recife: O Autor, 2007.
viii, 150 folhas. : il. ; fig., tabs.
Tese (Doutorado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG.
Engenharia Civil, 2007.
Inclui bibliografia.
1. Engenharia civil. 2. Esgoto – Lodo – Higienização. 3.
Compostagem – Lodo de esgoto. 4. Solarização – Lodo de esgoto.
I. Título.
UFPE
624 CDD (22.ed.) BCTG/2007-017
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“A questão essencial gira em torno do homem / natureza como relação de
integração[....] A necessidade geral de preservação dos elementos componentes da
natureza para que não se desfaleça o equilíbrio dos ecossistemas, pode derivar de uma
compreensão científica do problema ou de um dever ético para com a sociedade [....]
Manter o equilíbrio apontado é vital para a sobrevivência e constitui uma espécie de
paixão pelo dever”.
Samuel Murgel Branco - Conflitos conceituais nos estudos sobre meio ambiente
(Estudos Avançados, v. 9, n. 23, p. 217, 233, 1995).
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AGRADECIMENTOS
A DEUS. Ó profundidade da riqueza, tanto da sabedoria, como do conhecimento
de Deus! Quão insondáveis são os seus juízos e quão inescrutáveis os seus caminhos!
Quem, pois, conheceu a mente do Senhor? Ou quem foi o seu conselheiro? Ou quem
primeiro lhe deu a ele para que lhe venha ser restituído? Porque dele e por meio dele e
para ele são todas as coisas. A ele, pois, a glória eternamente. Amém (Ap 5:13b e Rm
11: 33-36)
Aos meus pais, Otávio Faustino e Divanete Mendes, pela dedicação, ao longo
da minha vida e apoio incondicional a todos os meus sonhos. Minha eterna gratidão.
À minha esposa Mariinha e meus fillhos, Otávio Wesley e Ana Mirella, pelo
amor, apoio e compreensão nas horas mais difíceis.
Ao Professor Mario Takayuki Kato, pelo apoio e dedicação, pela confiança
que depositou em mim e pelas orientações e conselhos que foram fundamentais ao
sucesso deste trabalho.
À Professora Lourdinha Florêncio, por suas sugestões, pelo seu olhar crítico
de pesquisadora e por todo o ânimo que me transmitiu desde o início da minha
caminhada como pesquisador.
Ao amigo José Armando Torres Moreno, pela amizade, incentivo e
colaboração na construção deste sonho.
Aos professores da UFPE, que fazem a Pós-graduação em Engenharia Civil,
em especial aos professores: Maria do Carmo Sobral, Mariano de Sá Aragão, Suzana
Motenegro, Jaime Cabral, Sylvio Campello e Sávia Gavazza, pela contribuição
acadêmica e profissional imprescindíveis para a construção do meu doutorado.
Aos colegas Vicente de Paula Silva e Giovanni de Melo Perazzo, pela
amizade sincera, companheirismo, cooperação, lealdade e por terem compartilhado
dúvidas, problemas, soluções e alegrias.
Aos professores da UFRPE, Marcos Passos, Clístenes Araújo, Adriana Accioly
e José Antonio Aleixo da Silva, pela contribuição profissional e acadêmica na
construção deste trabalho.
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Aos dedicados funcionários do Departamento de Engenharia Civil: Ronaldo
de Melo Fonseca, Técnico do Laboratório de Saneamento Ambiental, Laudenice
Bezerra e Andréa Negromonte Secretárias do curso de pós-graduação em Engenharia
Civil da UFPE, pelo profissionalismo e sincera amizade.
A todos os amigos e colegas da Pós-graduação e do Grupo de Saneamento
Ambietal, em especial a Ana Maria R. Bastos, Ana Paula de Araújo, Ana Cláudia,
André Felipe Santos, Diogo Santana, Éster Oliveira, Flávio José D’Castro Filho,
Jefferson Henrique Bonfim, Kenia Kelly, Maria Clara Mendonça, Marília Lyra,
Maurício Pimenta, Marcos Vieira, Petronildo Bezerra, Silvana Araújo, Simone
Machado, Sergio Carneiro, Suzana Pedroza, Tauil Selingardi Junior e Valmir Marques,
pelo companheirismo e alegria durante toda nossa convivência.
A todos os amigos do Laboratório de Saneamento Ambiental, em especial a
Juliana Cardoso de Morais, André Diego, Cinthia Melquiades, Elizabeth A. Pastich,
Ewson Andrade, Ednaldo Gomes, Fernando Lieuthier, Aline Brasil, Bruno Alves,
Aluízio Galdino, Ismália Melo, José Augusto, Luiz Galdino, Luíza Feitosa, Manoel C.
da Silva, Maribel de Oliveira, Rafael Araújo, Rodrigo Mendonça, Solange Melo, Tiago
Cardoso e Yuri Vieira, pela colaboração e amizade.
A todos os amigos do Laboratório de Fertilizantes e Corretivos do
Ministério da Agricultura (LAFC/LAV-PE), em especial ao Dr. Pedro Roldofo, Dr.
Carlos Alberto, Dra. Silvana Mendonça, Dra Viviane Andrade e Técnica em
Laboratório Marinete pelo apoio e imprescindível colaboração nas análises do lodo.
À Prefeitura da Cidade do Recife/ EMLURB, em especial ao Dr. Fernando
Moreira Bivar (Chefe da Divisão de Sementeira do Departamento de Praças e Áreas
Verdes), ao Engº Agrônomo Leonildo Antonio dos Santos e a todos os funcionários da
Sementeira do Sítio da Trindade, pelo apoio à pesquisa do uso do lodo na produção de
mudas para arborização urbana e pelo trabalho de arborização da ETE Mangueira.
À Prefeitura da UFPE, pela doação e transporte dos resíduos orgânicos para a
ETE Mangueira.
A Edmilson M. Silva, prestador de serviços na ETE Mangueira, pela atenção e
assistência na realização das atividades de campo.
Ao Ministério da Ciência e Tecnologia / CAPES – CNPQ, pelo apoio
financeiro à pesquisa.
A todos os dirigentes e colegas da Secretaria de Produção Rural e Reforma
Agrária e do CEFET-PE, pela ajuda e compreensão, principalmente nas permutas de
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horário de trabalho, em especial à Chefe da UEIV, Dra Kalua Matos e ao Chefe da
Unidade Regional Recife, Dr. Guaracy Boavigem da ADAGRO/ SPRRA e ao Sr, Enani
Júnior Coordenador da CSAN/ CEFET-PE.
À Universidade Federal de Pernambuco e à Sociedade Brasileira, pela
oportunidade ímpar de desenvolver este trabalho.
Enfim, o meu MUITO OBRIGADO aos demais amigos e pessoas que me
incentivaram e contribuíram na construção deste trabalho.
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SUMÁRIO
Pág
LISTA DE FIGURAS i
LISTA DE QUADROS ii
LISTA DE TABELAS iii
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS.
RESUMO
v
ABSTRACT
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO GERAL
1
1.1 A problemática do lodo de esgoto 1
1.2 Objetivos e hipóteses 3
1.2.1 Objetivo geral 3
1.2.2 Objetivos específicos 3
1.2.3 Hipóteses 3
1.3 Organização da tese 4
CAPÍTULO 2
REVISÃO DA LITERATURA
5
2.1 O problema do lodo de esgoto gerado nas ETE’s 5
2.2 Lodos de estações de tratamento de esgoto 7
2.2.1 Quantidade de lodo produzido por sistemas anaeróbios com
reatores
8
2.2.2 Desidratação do lodo 10
2.3 Fatores limitantes par uso agrícola ou florestal do lodo de esgoto 11
2.3.1 Metais pesados 12
2.3.1.1 Concentrações máximas de metais no lodo 13
2.3.2 Organismos patogênicos 16
2.4 Processos de higienização do lodo 23
2.4.1 O processo de compostagem 28
2.4.1.1 Parâmetros físico-químico fundamentais no processo de
compostagem
29
2.4.1.2 Processos de compostagem 35
2.4.1.2.1 Compostagem em leiras estáticas aeradas 35
2.4.2 Processo de higienização com uso de energia solar 36
2.4.2.1 A solarização 36
2.5 Importância agronômica do lodo de esgoto 39
2.5.1 Lodo de esgoto como fertilizante 40
2.5.2 O nitrogênio do lodo 42
2.5.3 O fósforo do lodo 42
2.5.4 O potássio do lodo 43
2.5.5 O cálcio magnésio e enxofre 43
2.5.6 Os micronutrientes 43
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2.5.7 A matéria orgânica e pH do lodo 44
2.6 Aplicação do lodo no setor agrícola e florestal 45
2.7 Aplicação do lodo de esgoto no solo 46
2.8. Arborização urbana 47
2.9 Considerações sobre custos de tratamento e disposição de lodos 50
2.9.2 Armazenamento do lodo de esgoto 51
2.9.3 Transporte do lodo de esgoto 52
2.9.4 Prevenção de riscos para operadores de lodo e trabalhadores
rurais
53
2.9.5 Monitoramento do lodo na ETE 53
2.9.6 Gerenciamento de ETE’s 54
2.10 Literatura consultada 56
CAPÍTULO 3
COMPOSTAGEM APLICADA NA HIGIENIZAÇÃO DO LODO DE
ESGOTO DOMÉSTICO DA ETE MANGUEIRA
73
Resumo 74
Abstract 75
3.1 Introdução 76
3.2 Material e métodos 78
3.3 Resultados e discussão 86
3.4 Conclusões 87
3.5 Literatura citada
CAPÍTULO 4
SOLARIZAÇÃO APLICADA NA HIGIENIZAÇÃO DO LODO DE
ESGOTO DOMÉSTICO DA ETE MANGUEIRA
90
Resumo 91
Abstract 92
4.1 Introdução 93
4.2 Material e métodos 95
4.3 Resultados e discussão 97
4.4 Conclusões 102
4.5 Recomendações 103
4.6 Literatura citada 104
CAPÍTULO 5
USO DO LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO DA ETE MANGUEIRA
NO CULTIVO DE MUDAS DE Senna siamea Lam EM RECIFE-PE
106
Resumo. 107
Abstract 108
5.1 Introdução 109
5.2 Material e métodos 111
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5.3. Resultados e discussão 113
5.4 Conclusões 118
5.5 Literatura citada 119
CAPÍTULO 6
GESTÃO DO LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO DA ETE
MANGUEIRA PARA USO AGRÍCOLA
122
Resumo 123
Abstract 124
6.1 Introdução 125
6.2 Material e métodos 126
6.3. Resultados e discussão 128
6.4 Conclusões 136
6.5 Literatura citada 137
CAPÍTULO 7
CONCLUSÕES GERAIS
138
APÊNDICE A
140
ANEXO A
145
ANEXO B
147
ANEXO C
149
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i
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 –
Dados climatológicos do Recife 39
Figura 3.1 –
Variação de temperatura durante o processo nos tratamentos T1, T2
e T3
82
Figura 4.1 – Temperatura média dos tratamentos, máxima do piso e ambiente no
período do primeiro ensaio
98
Figura 5.1 –
Variação dos indicadores de crescimento das plântulas de Senna
siamea Lam. em função dos tratamentos, na formação dos substratos
116
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iii
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 – Produção per capta de sólidos suspensos totais e água nos reatores tipo
UASB
9
Tabela 2.2 –
Concentração de metais pesados em lodo de esgoto para reciclagem
agrícola e lixiviados dos resíduos sólidos de classe para aterro
sanitário utilizados no Brasil
14
Tabela 2.3 – Limites das concentrações de metais pesados para aplicação de lodo
de esgoto em áreas agrícolas.
14
Tabela 2.4 –
Teores de metais pesados dos biossólidos anaeróbios da ETE-
Mangueira, Recife-PE
16
Tabela 2.5 –
Dose mínima infectante (DMI) para cistos de protozoários e ovos de
helmintos
18
Tabela 2.6 –
Tempo de sobrevivência de patógenos no solo e plantas 19
Tabela 2.7 –
Temperatura e tempo de exposição, requeridos para a destruição de
alguns patógenos e parasitas comuns
20
Tabela 2.8 –
Concentrações de ovos de helmintos em lodo primário e digerido 23
Tabela 2.9 –
Limite para ovos viáveis de helmintos e coliformes fecais em lodos 27
Tabela 2.10 –
Comparação do nível de nutrientes entre fertilizantes químicos
convencionais e lodo de esgoto
41
Tabela 2.11 –
Teores de nutrientes de lodos de esgotos produzidos em algumas
estações de tratamento no Brasil
41
Tabela 2.12 –
Custo do tratamento e disposição de lodos 50
Tabela 3.1 –
Características individuais dos resíduos para composição da mistura a
ser compostada
80
Tabela 3.2 –
Valores médios das concentrações de macronutrientes, matéria
orgânica e relação C/N
83
Tabela 3.3 – Valores médios das concentrações de micronutrientes e/ou metal
pesado
84
Tabela 3.4 –
Valores de pH em diferentes estágios 84
Tabela 4.1 –
Efeito da solarização na viabilidade de ovos de helmintos no período,
em número de ovos viáveis
97
Tabela 4.2 –
Temperatura nos tratamentos e parâmetros climáticos 97
Tabela 4.3 –
Temperatura do lodo, piso e parâmetros climáticos no período
chuvoso
99
Tabela 4.4 –
Temperatura do lodo, piso e parâmetros climáticos no período seco 100
Tabela 5.1 –
Composição dos tratamentos do experimento 112
Tabela 5.2 –
Caracterização do lodo higienizado em umidade (%), matéria
orgânica (%), relação C/N, pH e macronutrientes
113
Tabela 5.3 –
Caracterização do lodo higienizado em micronutrientes e/ou metais
pesados
114
Tabela 5.4 –
Análise química dos substratos antes do cultivo das mudas 115
Tabela 5.5 –
Variáveis de crescimento em mudas de Senna siamea Lam 115
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iv
Tabela 6.1 –
O custo das instalações e equipamentos necessários para o tratamento
por solarização do lodo anaeróbio na ETE Mangueira
129
Tabela 6.2 –
Custo variável do tratamento por solarização do lodo de esgoto na
ETE Mangueria
129
Tabela 6.3 –
O custo das instalações e equipamentos necessários para o tratamento
por compostagem do lodo anaeróbio na ETE Mangueira
130
Tabela 6.4 –
Custo variável do tratamento por compostagem do lodo de esgoto na
ETE Mangueria
130
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v
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SIMBOLOS
µ
Taxa específica de crescimento dos microrganismos
µ
m
Taxa específica máxima de crescimento dos microrganismos
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
ABES
Associação Brasileira de Engenharia Sanitária
ART Anotação de Responsabilidade Técnica
CE
Condutividade elétrica
CETESB
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - São Paulo
CONAMA
Conselho Nacional de Meio Ambiente
COMPESA
Companhia Pernambucana de Saneamento
CTC
Capacidade de troca catiônica
DBO
Demanda bioquímica de oxigênio
DMI
Dose mínima infectante
ETE
Estação de Tratamento de Esgoto
gMS
Grama de matéria seca
gST
Grama de sólidos totais
INPE
Intituto Nacional de Pesquisas Espaciais
MJ/m
2
.dia
Mega Joule/ metro quadrado por dia (unidade da radiação solar)
MO
Matéria orgânica
MS
Matéria seca, base seca ou lodo seco
MU
Matéria úmida
NBR
Norma brasileira
NH
4
+
íon amônio
NMP
Número mais provável
NO
3
-
íon nitrato
NTK
OMS
Nitrogênio Kjeldahl total
Organização Mundial da Saúde
pH
Potencial hidrogeniônico
PROSAB
Programa de Pesquisa em Saneamento Básico
PS
Peso seco
RMR
rpm
Região Metropolitana do Recife
Rotação por minuto
SABESP
Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo
SANEPAR
Companhia de Saneamento do Paraná
SDT
Sólidos dissolvidos totais
SDF
Sólidos dissolvidos fixos
SDV
Sólidos dissolvidos voláteis
SST
Sólidos suspensos totais
SSF
Sólidos suspensos fixos
SSV
Sólidos suspensos voláteis
ST
Sólidos totais
STF
Sólidos totais fixos
STV
Sólidos totais voláteis
UASB
Reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (upflow
anaerobic sludge blanket)
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RESUMO
O lodo de esgoto é o principal resíduo produzido nas Estações de Tratamento de Esgotos
(ETEs), cuja destinação tem despertado a atenção de diversos órgãos governamentais e
instituições de pesquisa. Atualmente, existe uma tendência mundial em se priorizar as
alternativas que promovam a reciclagem do lodo. A disposição adequada do lodo de esgoto
é fundamental, a fim de se evitar potenciais prejuízos ambientais. Novos tratamentos
higienizantes são necessários para a utilização do lodo produzido por digestão anaeróbia na
reciclagem em agricultura visando reduzir o risco para saúde humana e animal. Neste
contexto, este trabalho teve como objetivos: (i) Avaliar o efeito da compostagem e
solarização no controle de patógenos presentes em lodo de esgoto anaeróbio (ii) Avaliar a
viabilidade do uso de lodo de esgoto como componente do substrato para produção de
mudas de Senna siamea Lam. A higienização por compostagem e solarização mostraram-se
eficientes na inviabilização de ovos de helmintos, indicando a viabilidade técnica dos
processos propostos. Constatou-se que as mudas responderam de maneira distinta às doses
de lodo. Recomenda-se o uso de lodo de esgoto para produzir mudas com adequado padrão
de qualidade. Para as condições da ETE Mangueira (Recife, Pernambuco, Brasil) a
reciclagem do lodo de esgoto na exploração agrícola e/ou florestal é uma técnica viável,
desde que precedida de um planejamento prévio e respeitados os parâmetros ambientais.
Palavras-chave: lodo anaeróbio, higienização, produção de mudas, gestão
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ABSTRACT
The sewage sludge is the main waste produced in Wastewater Treatment Plants (WTPs).
It’s final destination called the attention of several govenmental agencies and research
intitutions. Proper disposition of sewage sludge is fundamental in order to avoid potential
environmental damages. The beneficial use of sludge in agriculture, has well established
practices in many countries around the world. However, the number of the helminth eggs
found in treatment stations is high and new higher performance treatment is necessary for
agriculture application, seeking to reduce the risks for human and animal health. In this
context, this work has two main objectives: (i) Evaluate the effect of the composting and
solarization in the control of present pathogens in anaerobic sewage sludge (ii) Evaluate
the feasibility of using the sewage sludge as substrate component for seedlings production
of Senna siamea Lam. The sanitization of sludge with composting and solarization was
efficient in the inactivation of helminth eggs, indicating that the proposed process is
technically feasible. It was verified that seedlings had different results in relation to the
sludg doses. It was recommended the use of sewage sludge for the seedling production with
a good quality pattern. Considering the conditions at the WTP Mangueira (Recife,
Pernambuco, Brazil), sewage sludge recycling for agricultlural and/or forest exploration is
a viable technical, as long as it is subject to previous planning, and respects environmental
parameters.
Key words: anaerobic sludge, sanitization, seedling production, administration
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1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO GERAL
1.1 - A problemática do lodo de esgoto
A relação vital com a água tem sido objeto de importantes discussões e atitudes na atualidade,
fruto da preocupação com a redução da disponibilidade e da qualidade deste recurso natural.
Maior demanda de água implica maiores quantidades de água usada e, conseqüentemente,
contaminada sob forma de esgotos sanitários. Esses constituem serios problemas ambientais,
vivenciados pela sociedade moderna.
No Brasil, as últimas décadas foram marcadas por baixos índices de investimentos em
saneamento, entretanto, atualmente, está ocorrendo um aumento significativo no número de
Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) que, sem dúvida, contribuem para uma melhor
qualidade de vida da população, mas trazem também à tona o problema do lodo, que é
produzido nos sistemas de tratamento e cuja disposição final representa um percentual
considerável dos custos de operação de uma ETE.
Esse incremento no atendimento à população por sistemas de tratamento de esgoto tem sido
efetivado, principalmente, por meio de sistemas anaeróbios, notadamente reatores do tipo
UASB, que vêm se consolidando como uma alternativa bem sucedida e de baixo custo de
implantação, mas que, como qualquer outro processo de tratamento, gera o lodo. Visto que o
saneamento é uma questão ambiental com significativos reflexos na saúde pública, tratar o
esgoto e ignorar a existência do lodo levaria a uma perda da verdadeira finalidade do
processo, uma vez que uma etapa importante estaria sendo negligenciada.
Entendendo que a reciclagem é uma questão ambiental, com implicações sociais técnicas e
econômicas, as propostas de tecnologias alternativas devem estar alicerçadas em uma nova
ética que acentue a preocupação ambiental e social, modelos tecnológicos que promovam o
desenvolvimento social e, ao mesmo tempo, possibilitem a conservação ambiental.
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Os estudos com lodo de esgoto têm constatado que esse resíduo orgânico possui muitos dos
nutrientes exigidos pelas plantas e alto teor de matéria orgânica, que atua como um
condicionador do solo, melhorando a sua estrutura. Quando se consideram os efeitos, da
aplicação de compostos orgânicos oriundos do lodo de esgoto no solo, torna-se necessário
conhecer a composição e a origem do material. A composição química do lodo de esgoto está
intimamente relacionada com o material de origem que, por sua vez, pode variar social e
sazonalmente, de acordo com a região. Conhecendo a composição do material, pode-se fazer,
com mais segurança, a sua reciclagem, minimizando os riscos da incorporação de material ao
ambiente.
O aparecimento acentuado de problemas com a disposição do lodo de esgoto, no Brasil,
aponta para a necessidade da implantação de políticas para controlar suas causas. A
elaboração de tais políticas ocorre dentro da ciência aplicada, na qual se almeja uma
intervenção qualificada, ou seja, conhecedora de causa, conseqüência e de possíveis
implicações ambientais decorrentes de cada solução proposta. Assim, é preciso conhecer o
problema, sua dinâmica, buscar sua compreensão, desmembrar suas causas, apreender cada
ação decorrente dele para, por fim, elaborar uma solução que contemple o menor impacto
possível.
Uma das principais preocupações na proposição das tecnologias alternativas presentes neste
trabalho foi minimizar a exposição das pessoas envolvidas nos processos de higienização e
aplicação do lodo de esgoto.
O conjunto de trabalhos apresentados nesta tese tem como premissa de base à produção de
lodo higienizado, para ser utilizado na arborização da cidade do Recife e/ou na agricultura,
objetivando o repasse da tecnologia apropriada desenvolvida para outras prefeituras, no
âmbito estadual e regional.
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1.2 - Objetivos e hipóteses
1.2.1 - Objetivo geral
Avaliar o lodo de esgoto doméstico produzido na ETE – Mangueira, Recife-PE, para
reciclagem agrícola ou florestal.
1.2.2 - Objetivos específicos
ð Determinar as características de valor agronômico, qualidade sanitária e
concentrações no lodo de esgoto.
ð Verificar a capacidade de desinfestação do lodo através dos processos de
higienização: compostagem e solarização;
ð Analisar o efeito do lodo como fertilizante orgânico no rendimento de biomassa na
produção de mudas de Senna siamea Lam. para arborização urbana.
ð Definir, em caráter preliminar, as diretrizes que o processo de gerenciamento de
ETE deve seguir para que a implementação da atividade de reciclagem agrícola ou
florestal do lodo seja efetuada de forma segura e controlada, sem expor o meio
ambiente e a saúde pública.
1.2.3 – Hipóteses
Associados com os objetivos definem-se duas hipóteses de trabalho, para as quais procuram-
se evidências para comprová-las ou não. As hipóteses são as seguintes:
a) Existem processos de higienização eficientes e economicamente viáveis para o lodo de
esgoto doméstico produzido na ETE Mangueira, Recife-PE para a reciclagem agrícola.
b) Justifica-se o uso do lodo de esgoto doméstico como fertilizante orgânico para produção de
mudas na arborização urbana.
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1.3 - Organização da tese
No Capítulo 1, constam a introdução abordando a problemática do lodo, os objetivos e a
organização da tese.
No Capítulo 2, levanta-se a bibliografia relativa ao lodo de esgoto e todas suas implicações
para sua reciclagem agrícola.
No Capítulo 3, avalia-se a capacidade de desinfestação do processo de compostagem,
utilizando misturas de lodo de esgoto e resíduos vegetais, monitorando-se as alterações na
temperatura, umidade e pH do composto durante o processo e realizando testes de contagem e
viabilidade de ovos de helmintos, no dia zero e após a fase termófila, determinando a
eficiência do processo na higienização do lodo.
No Capítulo 4, estuda-se a capacidade do processo de higienização por solarização.na
desinfestação do lodo de esgoto para seu uso agrícola ou florestal, utilizando-se filmes
plásticos distribuídos em caixas de superfície 1,0 m x 1,0 m, em 3 tratamentos distintos, na
massa do lodo sobre um piso de concreto de coloração preta, realizando-se testes de contagem
e viabilidade de ovos de helmintos, períodicamente.
No Capítulo 5, analisa-se o lodo de esgoto higienizado na composição de substratos para
produção de mudas de Cássia amarela (Senna siamea Lam), utilizando-se recipientes plásticos
de polietileno de coloração preta, nas dimensões de 12,0 x 20,0 x 8,0 cm. O delineamento
experimental foi inteiramente casualizado, com 5 tratamentos e 5 repetições. As parcelas
foram constituídas de 16 plantas úteis, no total de 400 plantas.
No Capítulo 6, apresentam-se as diretrizes que o processo de gerenciamento de ETE deve
seguir para que a implementação da atividade de reciclagem agrícola ou florestal do lodo seja
efetuada de forma segura e controlada, sem expor o meio ambiente e a saúde pública.
No Capítulo 7, apresentam-se as conclusões gerais da tese.
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CAPÍTULO 2
REVISÃO DA LITERATURA
2.1 – O Problema do lodo de esgoto gerado nas ETE’s
Os esgotos sanitários contêm aproximadamente 0,1% de sólidos e 99,9% de água. As
ETE’s têm como finalidade básica separar essas duas fases, retornando a água para os
corpos d’água e processando a fase sólida, de forma a permitir sua disposição de maneira
econômica, segura, em termos de saúde pública, e ambientalmente aceitável (PINTO,
2001).
O tratamento e a disposição final do lodo constituem problemas de grande complexidade,
face ao grande volume gerado, à dificuldade em se encontrar locais adequados e seguros, à
distância do transporte, aos impactos ambientais, aos custos e às características de operação
e processo. Enquanto o volume de lodo produzido em uma Estação de Tratamento de
Esgoto representa cerca de 1 a 2% do volume de esgoto tratado, seu tratamento e disposição
final chegam a atingir entre 30 a 60% do custo operacional da ETE. A partir da
desidratação do lodo, realizada em leito de secagem ou por processo mecanizado, é gerada
a "torta de lodo seco". As características do lodo afetam diretamente o processo de
disposição final. Estas características variam em função do tipo de esgoto, do processo e do
grau de tratamento, e influem na qualidade e na quantidade de lodo gerado, podendo o
mesmo ser orgânico, inorgânico, biodegradável, inerte, combustível ou não. (JORDÃO e
PESSOA, 1995).
O Brasil assiste, atualmente, a um aumento significativo no número de ETE’s que, sem
dúvida, contribuem para uma melhor qualidade de vida, mas trazem também à tona o
problema do lodo, que é produzido nos sistemas de tratamento e cuja disposição final
representa um percentual considerável dos custos de operação de uma ETE (FERNANDES
et al., 2001). Esse incremento no atendimento à população por sistemas de tratamento de
esgoto tem sido efetivado, principalmente, por meio de sistemas anaeróbios, notadamente
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reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lodo do tipo UASB “Upflow Anaerobic
Sludge Blanket”, que se vêm consolidando como uma alternativa bem sucedida e de baixo
custo de implantação, mas que, como qualquer outro processo de tratamento, gera o lodo.
Este sistema de tratamento apresenta eficiência média de 70% e tem baixo custo de
implantação e operação (SANEPAR, 1997). O lodo proveniente desse sistema possui
produção baixa e elevada concentração, relativamente estabilizado, podendo ser
simplesmente desidratado em leitos de secagem (VON SPERLING, 1996).
Visto que saneamento é uma questão de saúde pública, tratar o esgoto e ignorar a existência
do lodo levaria a uma perda da verdadeira finalidade do processo, uma vez que uma etapa
importante estaria sendo negligenciada. O lodo é um produto que contém substâncias
orgânicas, inorgânicas e microrganismos. Os microrganismos encontrados podem ser
saprófitas, comensais, simbiontes e parasitos. Desses, apenas uma parte é patogênica, sendo
capaz de causar doença em humanos e nos animais (THOMAZ-SOCCOL; PAULINO;
CASTRO, 1998). Dentre os organismos patogênicos podem ser encontrados: fungos, vírus,
bactérias, cistos de protozoários e ovos de helmintos.
As tecnologias disponíveis para higienização do lodo buscam minimizar os riscos da
transmissão de doenças de veiculação hídrica, por meio da redução da concentração de
patógenos, em níveis que assegurem sua utilização agrícola de forma irrestrita. A maioria
dos países que possuem normas quanto aos aspectos sanitários da disposição agrícola do
lodo relacionam várias tecnologias de processamento que, se operadas adequadamente, são
capazes de produzir biossólidos com níveis de patógenos aceitáveis para disposição
irrestrita (CARVALHO, 2001).
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2.2 - Lodos de estações de tratamento de esgoto
A característica do esgoto varia em função do local de origem (área tipicamente residencial
ou industrial), da situação social e econômica, dos hábitos da população, da época do ano e
do processo utilizado na ETE. Os sólidos contêm todos os poluentes oriundos das
atividades, dos hábitos alimentares e do nível da saúde da população atendida pelas redes
coletoras de esgotos, retratando exatamente as características dessa comunidade (MELO;
MARQUES, 2000; CASSIN; VAZOLLER; PINTO, 2003).
A remoção das impurezas dissolvidas e suspensas no meio líquido, nas ETEs, ocorre
através de fenômenos físicos, químicos e biológicos, durante as etapas de tratamento
preliminar, primário, secundário e terciário, gerando um grande volume de subprodutos na
forma sólida, semi-sólida, ou líquida, cujo destino final depende do método de purificação e
da tecnologia utilizada (NICOLL, 1989; LIMA, 1996).
A quantidade e a natureza do lodo gerado podem ser relacionadas com as características do
esgoto e do processo de tratamento empregado (JORDÃO; PESSOA, 1995). O volume de
lodo produzido no processo anaeróbio geralmente é menor que 20% do volume produzido
pelo processo aeróbio para um mesmo efluente líquido (CAMPOS, 2000). Nos processos
biológicos do tratamento de esgoto, parte da matéria orgânica é absorvida e convertida em
biomassa microbiana, denominada genericamente de lodo biológico.
O termo “lodo” tem sido utilizado para designar os subprodutos sólidos do tratamento de
esgotos (VON SPERLING e GONÇALVES, 2001). O lodo é convencionalmente chamado
de “biossólido”, como uma forma de ressaltar seus aspectos benéficos, valorizando sua
utilização produtiva, em comparação à mera disposição final através de aterros, da
disposição superficial no solo ou incineração.
Os reatores anaeróbios de fluxo ascendente e manta de lodo tem produção bem baixa de
lodo, correspondem aos processos aeróbios, mas de elevada concentração. Esse lodo já sai
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estabilizado, podendo ser simplesmente desidratado em leitos de secagem (VON
SPERLING, 1996).
2.2.1 - Quantidade de lodo produzido por sistemas anaeróbios com reatores
No Brasil existe uma demanda crescente para a implantação de estações de tratamento de
esgotos. Esse incremento no atendimento à população por sistemas de tratamento de
esgotos tem sido efetivado principalmente por meio de sistemas anaeróbios, com destaque
para os reatores do tipo UASB. Estes sistemas apresentam diversas vantagens, tais como: o
baixo custo operacional e de implantação, baixos requisitos de área, baixo consumo de
energia e aplicabilidade em pequena e grande escala. As diversas características favoráveis
dos sistemas anaeróbios, passíveis de serem operados com elevados tempos de retenção de
lodo e baixíssimos tempos de detenção hidráulica, conferem um grande potencial para a sua
aplicabilidade no tratamento de águas residuárias de baixa concentração
(CHERNICHARO, 1997).
Nos reatores UASB, os esgotos atravessam, em fluxo ascendente, um leito de lodo denso e
de alta atividade biológica. A concentração da biomassa, no reator, varia de muito densa e
com partículas de elevado potencial de sedimentação na parte inferior (leito de lodo), até
um lodo mais leve, de distribuição mais dispersa, próximo à parte alta do reator (manta de
lodo). A biomassa cresce dispersa no meio líquido.
A transformação da matéria orgânica em gases e água ocorre em todas as zonas de reação
(leito e manta de lodo). O esgoto entra pelo fundo e o efluente tratado sai do reator através
de um decantador interno, localizado na parte superior. A presença de um dispositivo de
separação de gases, sólidos e líquido (separador trifásico) fornece condições ótimas para
que as partículas que se soltam da manta de lodo se sedimentem e retornem à câmara de
digestão, ao invés de serem arrastadas para fora do reator. A produção de lodo é
relativamente baixa, este já sai estabilizado, porém os organismos patogênicos não são
eliminados (CHERNICHARO, 1997).
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Uma das maneiras de determinar a quantidade de lodo é a partir do número de habitantes
servidos por um sistema unitário de esgotamento, no qual são recolhidas por rede coletora
única tanto as águas servidas quanto as pluviais (IMHOFF; IMHOFF, 1986).
A tabela 2.1 mostra os resultados experimentais obtidos por vários pesquisadores na
produção de lodo biológico anaeróbio em reatores tipo UASB, com sistemas em escala
piloto ou escala real, tratando esgoto municipal bruto.
Tabela 2.1 – Produção per capta de sólidos suspensos totais e teor de sólidos e água nos
reatores tipo UASB
Referência
Produção de
sólidos no lodo
biológico
(g.SST/hab.d)
(a)
Teor de
sólidos
(gSST/L)
(b)
Teor de
água no
lodo
biológico
(%)
(c)
Quantidade de
lodo
(L/hab.d)
(
)
()
b
a
d=)(
AISSE et al. (1999) 15 – 25 - - -
LOUWE KOOIMARS et al. 20 - - -
HASKONING 10 – 20 50 – 100 90 – 95 0,2
VIEIRA e SOUZA 22 72 93 0,31
HASKONING et al. 15 60 a 80 93 0,21
VAN HAANDEL e
LETTINGA
16 50 a 75 93 0,26
Fonte: AISSE et al. (1999).
Os europeus utilizam um valor estimativo para a produção de biossólido, 30 kg anuais de
sólidos secos por habitante, ou cerca de 82 g diárias por habitante, valor este que pode
variar em função da população contribuinte (VICENT; CRITCHLEY,1984, apud
NUVOLARI, 1996). Jordão e Pessôa (1995), apresentam como valor de referência em 54
gramas de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) / hab. x dia.
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2.2.2 - Desidratação do lodo
Segundo Ferreira, Andreoli e Jurgensen (1999), o destino final do lodo determina o sistema
de secagem. Os lodos a serem compostados devem passar previamente por processo de
desidratação, para eliminar o excesso de água. O teor ótimo de umidade, de modo geral,
para compostagem, situa-se entre 50 e 60% (FERNANDES, 1999).
Silva (2001) constatou que em uma semana de desidratação em leito de secagem, o lodo da
ETE Mangueira atingiu teor superior a 20% de sólidos totais, em ambos os períodos (seco e
chuvoso), podendo ser removido para tratamento de higienização.
As companhias de saneamento tentam obter valores de torta de lodo superiores a 20% como
sólidos totais (ST), pois o biossólido úmido (80 a 90% de água) dificulta o transporte e a
manipulação no campo, aumenta os custos, além do odor desagradável, que causa rejeição
do produto pelos operadores e usuários em geral (AISSE; ANDREOLI, 1999).
Os processos de desidratação podem ser naturais ou mecânicos. Os processos naturais são
constituídos, basicamente, de leitos de secagem, lagoas de lodo e disposição do lodo no
solo, sendo dependentes do clima, o que favoreceu sua adoção em regiões quentes (AISSE
et.al., 1999; FERNANDES, 1999; FERREIRA; ANDREOLI; JURGENSEN, 1999). O
sistema de desidratação natural é afetado por inúmeros parâmetros, tais como: temperatura,
umidade do ar, viscosidade do lodo e ventilação (CORDEIRO, 1999). Em determinadas
situações, a secagem natural do lodo pode promover uma redução considerável de
microorganismos patogênicos, devido à exposição prolongada do material aos raios solares,
que eleva a temperatura do lodo (VAN HAANDEL; LETTINGA, 1994).
Imhoff e Imhoff (1986) definem como leitos de secagem as unidades de tratamento,
geralmente em forma de tanques rasos retangulares, projetadas e construídas de modo a
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receber o lodo dos digestores ou de unidades de oxidação total. Os leitos de secagem são
caixas com fundo falso e um sistema de drenagem, sobre o qual é colocada uma camada de
brita, seguida de uma camada de areia e, sobre a areia, normalmente são assentados tijolos
perfurados, capazes de manter a estabilidade mecânica do sistema e ao mesmo tempo,
permitir a passagem do excesso de água (FERREIRA; ANDREOLI; JURGENSEN, 1999;
FERNANDES, 2000).
Os ciclos de secagem variam de 25 a 35 dias. A operação de retirada do lodo do leito de
secagem pode ficar mais difícil se o mesmo estiver no estado pastoso. O lodo a ser
removido apresentará teor de sólidos de 40 a 75%, dependendo das condições climáticas e
do período de secagem, o que significa um lodo bem concentrado (FERREIRA;
ANDREOLI; JURGENSEN, 1999; FERNANDES, 2000). O lodo deve ser retirado do leito
de secagem tão rápido quanto possível, após atingir teores de sólidos em torno de 30%,
para não dificultar sua remoção posterior (LIMA; GONÇALVES, 1999). No lodo digerido,
a maioria das sementes de ervas daninhas são destruídas, mas as de tomate não perdem seu
poder germinativo (IMHOFF; IMHOFF, 1986). Daí porque em leitos de secagem de várias
ETE’s são observados, o desenvolvimento de plantas de tomates e de outras espécies
resistentes ao processo.
2.3 - Fatores limitantes para o uso agrícola ou florestal do lodo de esgoto.
Os elementos, presentes no lodo, podem tanto trazer benefícios quanto danos ambientais,
de acordo com sua aplicação. Por esta razão, uma recomendação agronômica ao produtor
deverá ser exigida em qualquer aplicação de lodo de esgoto na agricultura. O uso do lodo
de esgoto na agricultura é, na maioria dos casos limitada pela sua concentração de
contaminantes. A fim de atender requisitos agronômicos, ambientais e sanitários, sem,
contudo, inviabilizar economicamente o processo, diversos fatores deverão ser
considerados. (ANDREOLI; ILHENFELD e PEGORINI, 1999).
Os principais contaminantes podem ser encontrados no lodo podem ser reumidos em dois
grupos: (i) os elementos químicos e orgânicos perigosos, e (ii) os microrganismos
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patogênicos. A caracterização do lodo torna-se importante uma vez que a rede de coleta
residencial não é, às vezes, separada da rede de coleta industrial. Isto faz com que exista
uma probabilidade de ocorrência de metais pesados e outros dejetos industriais. Além disso,
em muitas regiões existem problemas graves de saúde, o que pode fazer com que o lodo
apresente elevados teores de patógenos (BETTIOL e CAMARGO, 2000).
2.3.1 – Metais pesados
A principal limitação a ser observada durante a avaliação da possibilidade da utilização de
lodo de esgoto em áreas agrícolas se refere à presença de metais pesados (ANDREOLI ;
LARA; ILHENFELD,1999).
O termo metal pesado, segundo MALAVOLTA (1994), é usado para conceituar um grupo
heterogêneo de elementos químicos incluindo metais, semimetais e até mesmo não metais,
que possuem densidade maior que 5 kg.dm
-3
e número atômico maior que 20. Enquanto
ALLOWAY (1990), classifica como metal pesado, os elementos químicos com densidade
maior que 6,0 kg dm
-3
.
O lodo de esgoto contendo elevadas concentrações de metais pesados não devem ser
destinados ao uso agrícola ou florestal. A principal limitação a ser observada durante a
avaliação da possibilidade da utilização do produto em áreas agrícolas se refere à presença
de poluentes (ANDREOLI e LARA 1999).
Os principais elementos químicos classificados como metais pesados são: alumínio,
antimônio, arsênio, cádmio, chumbo, cobre, cobalto, cromo, ferro, manganês, mercúrio,
molibidênio, níquel, selênio, e zinco. Estes elementos são encontrados naturalmente no solo
em concentrações inferiores àquelas consideradas tóxicas para os diferentes organismos
vivos. Mn, Fe, Al, Cr, As, Se, Sb, Pb e Hg são metais considerados de pequeno risco. Já o
Zn, Co, Ni, Mo e Cd são metais considerados potencialmente perigosos aos seres vivos.
Assim, o grande problema é o risco de acumulação desses elementos nos solos, nas plantas
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e nos animais e possivelmente nos homens. O consumo de plantas contaminadas com estes
elementos, pelos animais, pode gerar problemas na cadeia alimentar (SANEPAR, 1997).
Os metais pesados contidos no lodo de esgoto são provenientes, principalmente dos
efluentes industriais, porém podem advir também de águas pluviais que escorrem por
superfícies metálicas, de água de lavagem de alguns metais e das canalizações, porém
nestes casos, com níveis que não apresentam riscos. (ANDREOLI e LARA, 1999).
Alguns metais pesados são essenciais às plantas, como os micronutrientes, por exemplo, o
Cobre , Ferro, Manganês, Molibdênio e Zinco. Outros são benéficos ao crescimento da
planta como Cobalto, Níquel e Vanádio. E outros não são essenciais ou não apresentam
função, como Alumínio, Cádmio, Cromo, Mercúrio e Chumbo. Segundo MALAVOLTA
(1994), o Cobalto e o Níquel já poderiam ser incluídos na categoria dos elementos
essenciais, uma vez que satisfazem tanto critérios diretos como indiretos de essencialidade
no desenvolvimento das plantas.
2.3.1.1 - Concentrações máximas de metais no lodo
Para aplicação do lodo de esgoto deve-se levar em consideração, as concentrações máximas
de metais em solos agrícolas e as cargas cumulativas máximas de metais em solos. A
Resolução nº 375/2006 do CONAMA, de uso agrícola de lodo de esgoto para o Brasil,
baseia-se em parte na legislação norte-americana U.S.EPA 40CFR, Part 503 para a adoção
de limites máximos.
A presença de metais pesados no lodo de esgoto depende de dois fatores: representatividade
dos lançamentos industriais em relação às vazões de origem doméstica e controle dos
lançamentos industriais (TSUTIYA, 1999).Sempre que os lodos apresentarem níveis
elevados de metais pesados, a aplicação agrícola será inviável e outras opções de disposição
final, mais onerosas e ambientalmente menos adequadas, deverão ser adotadas
(ANDREOLI; ILHENFELD; PEGORINI, 1999).
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Tabela 2.2 – Concentração de metais pesados em lodo de esgoto utilizados
na agricultura nos EUA, na Europa e no Brasil
EUA - USEPA
Part 503
Europa - Diretiva
86/278/EEC
Brasil
Resolução nº375
CONAMA
Metais
Conc. Máxima
(mg/kg MS)
Qualidade
excepcional
(mg/kg MS)
Recomendado
(mg/kg MS)
Obrigatório
(mg/kg MS)
Obrigatório
(mg/kg MS)
Arsênio 75 41 - - 41
Cádmio 85 39 20 40 39
Chumbo 840 300 750 1200 300
Cobre 4300 1500 1000 1750 1500
Cromo total 3000 1200 - - -
Mercúrio 57 17 16 25 17
Molibdênio 75 18 - - 50
Níquel 420 420 300 400 420
Selênio 100 36 - - 100
Zinco 7500 2800 2500 4000 2800
Bario - - - - 1300
Fonte: ANDREOLI; ILHENFELD; PEGORINI (1999)
A tabela 2.3 apresenta os limites das concentrações de metais pesados para aplicação de
lodo de esgoto em áreas agrícolas, segundo a Resolução nº 375/2006 do CONAMA.
Tabela 2.3 - Limites das concentrações de metais pesados para
aplicação de lodo de esgoto em áreas agrícolas.
Metais Conc. Máxima
(mg/kg MS)
Arsênio 75
Cádmio 85
Chumbo 840
Cobre 4300
Mercúrio 57
Molibdênio 75
Níquel 420
Selênio 100
Zinco 7500
Fonte: CONAMA (2006)
A utilização agrícola de lodo de esgoto tem se mostrado como uma fonte de metais pesados
no solo (HENNEBEG et al., 2002; OLIVEIRA e MATTIAZZO, 2001). LEYTON et al.
(2002) e PÉREZ et al. (2002) verificaram aumento na concentração de Pb, Cd e Cu, na
camada superficial de um Latossolo Vermelho, após aplicações de lodo no solo e
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15
NYAMANGARA e MZEZEWA (1999) constataram aumentos significativos de Zn, Cu Ni
e Pb, na camada superficial de um solo tratado com lodo. Entretanto, ANJOS e
MATTIAZZO (2000) constataram que mesmo após sucessivas aplicações de lodo, que
totalizaram 388 Mg ha
-1
em base seca, os teores de Cr, Cu, Ni e Zn no solo, estavam dentro
do limite aceitável, segundo critérios estabelecidos pela norma americana USEPA Part 503.
LEYTON et al. (2002), verificaram que após a incorporação 67,296g de zinco ao solo via
lodo, apenas 0,17% foram disponibilizados para as plantas. BERTON et al. (1997), após
aplicação de 393 kg ha
-1
de zinco via lodo em dois Latossolos cultivados com milho,
verificaram concentrações acima de 320 mg kg
-1
de zinco na parte aérea das plantas, não
sendo verificados distúrbios no desenvolvimento das plantas em decorrência do aumento da
concentração de zinco.
Devido à elevada quantidade de matéria orgânica contida no lodo a concentração de metais
pesados nas plantas, não é aumentada pela freqüência de aplicação de lodo de esgoto no
solo uso do lodo de esgoto. Tem sido observado que, as concentrações de metais pesados
nas plantas são maiores em solos sem uso do biossólido (TSUTIYA 1999).
Quanto aos metais pesados, o manual técnico para aplicação de lodos de sistemas de
tratamento biológico em áreas agrícolas (CETESB,1999) menciona, entre outros, os
seguintes elementos como de maior preocupação: arsênio, boro, cádmio, cobre, mercúrio,
molibdênio, níquel, chumbo, selênio e zinco. Alguns deles são nutrientes importantes no
desenvolvimento de plantas. Porém, em teores elevados, podem causar sérios riscos para o
desenvolvimento das plantas e para a saúde dos animais. Assim, o grande problema é o
risco de acumulação desses elementos nos solos, nas plantas e nos animais e possivelmente
nos homens. O consumo de plantas contaminadas com estes elementos, pelos animais, pode
gerar problemas na cadeia alimentar (SANEPAR, 1997).
Segundo SILVA (2001) os teores de metais pesados pesquisados no lodo da ETE-
Mangeira, Tabela 2.4, apresentaram-se abaixo dos valores especificado pelas legislações
no Brasil (Padrão da NBR 10.004, Norma CETESB P 4.230, SANEPAR e Resolução nº
375 do CONAMA) e internacionais (Alemanha - lei Federal, Espanha - Diretriz, EUA –
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16
UESPA Part 503, Europa - Diretiva 86/278/EEC e África do Sul - Diretriz A11/2/5/4) para
lodo de esgoto doméstico.
Tabela 2.4 – Teores de metais pesados dos lodos de
esgoto anaeróbios da ETE-Mangueira,
Recife-PE
Metais Teores
Sódio
(1)
1,30 – 4,26
Ferro
(1)
15,6 – 43,9
Silício (em Si)
(1)
0,09 – 0,36
Alumínio
(1)
2,51 - 60
Manganês
(1)
0,15 – 0,34
Cobre
(2)
44,6 – 87,4
Zinco
(2)
273,4 – 587,2
Cromo
(2)
36,8 – 83,3
Níquel
(2)
10,8 – 33
Chumbo
(2)
32,1 – 36
(1) g/kg de sólidos totais
(2) mg/kg de sólidos totais
Fonte: Silva (2001)
2.3.2 - Organismos patogênicos
No tratamento dos esgotos, durante o processo de sedimentação, grande parte dos
organismos existentes no esgoto sanitário co-precipita, junto com as partículas orgânicas. O
lodo concentra naturalmente os nutrientes e microorganismos presentes nos esgotos.
(ANDREOLI; FERREIRA; CHERNICHARO, 2003).
A origem da contaminação microbiológica do lodo de esgoto é determinada pelas
características epidemiológicas da população, uma vez que este lodo é produto da
população servida pelo sistema de coleta e tratamento de esgotos. A quantidade de
patógenos no lodo é variável depende de algumas variáveis, entre elas a condição
econômica da população contribuinte com o esgoto, condições sanitárias, tipos de
indústrias, e particularmente do processo de tratamento utilizado (SOCCOL; PAULINO,
2000). Além disso, agentes patogênicos provenientes de dejetos de animais, como: cães,
gatos, suínos e roedores, ou sua própria presença, também constituem um aspecto sanitário
do lodo, uma vez que o homem pode ser um agente intermediário na veiculação de
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zoonoses, ou atuar como hospedeiro acidental no ciclo de algumas dessas doenças. O nível
de patógenos presentes no lodo depende da redução alcançada pelo processo de tratamento
do esgoto (EPA, 1992). O quadro 2.1 apresenta os principais patógenos presentes no esgoto
doméstico, lodo de esgoto, bem como a relação com “doenças” e sintomas.
Quadro 2.1 - Principais patógenos presentes no esgoto doméstico e lodo de esgoto e a
relação com “doenças” e sintomas relativos.
Organismo Doença /Sintomas Hospedeiro
Bactérias
Salmonella sp Gastroenterites com diarréia, dores e vômitos
(raramente fatais), e intoxicações alimentares
Quelônios, aves e
mamíferos Domésticos
e selvagens
Salmonella typhi Febre tifóide (endemia com 10% de letalidade em
casos não tratados e 2 a 3% se tratada (USEPA))
Homem, mamíferos,
aves domésticas e
selvagens
Shigella sp Desinteria bacilar
Vibrio cholerae Cólera
Eschericha coli Gastroenterite e infecções urinárias Homem e animais
domésticos
Vírus Entéricos
Vírus hepatite A Hepatite infecciosa Outros primatas
Enterovírus Meningite, encefalite, doenças respiratórias,
conjuntivite hemorrágica aguda, febre
Homem
Protozoários
Cryptosporidium sp Gastroenterite Homem e bovinos
Entamoeba histolytica Enterite aguda – amebíase Homem
Giardia lamblia Giadíase Homem, cães e gatos
Balantidium coli Diarréia e desinteria Homem e suínos
Toxoplasma gondii Toxoplasmose Gatos e homem
Helmintos
Ascaris lumbricoides Distúrbios digestivos e intestinais Homem
Ascaris suum Dores no peito, tosse e febre Suínos
Trichuris trichiura Dores abdominais, diarréia e anemia, perda de
peso
Homem
Necator americanus Anemia, emagrecimento. Homem
Ancylostoma duodenale Anemia, emagrecimento. Homem
Toxocara canis Febre, desconforto abdominal, dores musculares. Cães e homem
Taenia saginata Nervosismo, insônia, anorexia, dores abdominais,
distúrbios digestivos.
Homem e Bovinos
Taenia solium Nervosismo, insônia, anorexia, dores abdominais,
distúrbios digestivos.
Homem e suínos
Hymenolepis nana Teníase Homem e artrópodes
Hymenolepis diminuta Distúrbios digestivos Roedores artrópodes
Fonte: SOCCOL; PAULINO (2000) (adaptação).
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Existem várias vias de penetração que podem infectar humanos e animais, sendo a via oral
a mais importante, do ponto de vista epidemiológico. As vias cutânea e nasal também não
podem ser descartadas como forma de contaminação.
Segundo SOCCOL (1998), estudos epidemiológicos tem demonstrado que os ovos de
helmintos, cistos de protozoários e bactérias, representam riscos para a saúde humana. E
esses riscos são devido aos seguintes aspectos:
- Ampla distribuição geográfica dos helmintos, protozoários e bactérias;
- Alta freqüência de parasitismo na população, em diferentes partes do mundo;
- Grande tempo de sobrevivência no meio externo (ovos de Ascaris sp. podem sobreviver
até 7 anos);
- Dose infectante (um ovo ou cisto é suficiente para infectar o hospedeiro).
A tabela 2.5 mostra a dose infectante de ovos de helmintos e cistos de protozoários capazes
de infectar o hospedeiro.
Tabela 2.5 - Dose mínima infectante (DMI) para cistos de protozoários
e ovos de helmintos
Agente patogênico Dose mínima infectante
Cistos de protozoários 1 a 100
Ovos de helmintos 1 a 10
Fonte: WHO (1989) apud SILVA, (2001)
Em 1989, cerca de 25% da população mundial estava infectada por ovos de Ascaris, sendo
os países em desenvolvimento os detentores dos maiores percenturais. Estudo
epidemiológico realizado no Brasil, com uma amostra de 2,5 milhões de pessoas,
identificou contaminação por Ascaris lumbricoides em 59,5% deste total, variando,
conforme os estados, de 26,7 a 97,7%. (AMAHMID; ASMAMA; BOUHDUM, 1999).
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A tabela 2.6, mostra o tempo de sobrevivência de alguns patógenos, no solo e na superfície
das plantas. No lodo dentre os helmintos mais comuns incluem-se os Ascaris, Trichuris,
Toxocara, ancilostomídeos, Hymenolepis, e Taenia. Desses, os três primeiros são bastante
resistentes a uma ampla variedade de condições físicas e químicas adversas, sendo capazes
de sobreviver por vários anos no solo (EPA, 1992).
Tabela 2.6 - Tempo de sobrevivência de patógenos no solo e plantas
Solo Plantas Patógeno
Máximo absoluto Máximo usual Máximo absoluto Máximo usual
Bactéria 1 ano 2 meses 6 meses 1 mês
Vírus 1 ano 3 meses 2 meses 1 mês
Cistos de
Protozoários
10 dias 2 dias 5 dias 2 dias
Ovos de
Helmintos
7 anos 2 anos 5 meses 1 mês
Fonte: EPA (1992)
As bactérias e os vírus podem ser transportados através do esgoto doméstico. Os vírus e
bactérias excretados pelo homem podem causar infecções, se ingeridos. A matéria fecal
contém em média, 10
9
bactérias por grama (não necessariamente patogênicas). Segundo
Lewis e Drasar (1988), existem várias formas de transmissão, entre elas:
- Consumo de água contaminada;
- Consumo de alimentos contaminados;
- Falta de higiene pessoal;
- Através de vetores (exemplo: moscas).
Para que um indivíduo seja realmente contaminado, algumas variáveis devem ser levadas
em consideração, como:
- Concentração do organismo patogênico;
- Persistência deste organismo no meio externo;
- Dose infectante.
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Lewis e Drasar (1988) afirmam que as bactérias constituem perigo, enquanto dose
infectante, quando estão presentes em quantidades acima de 10.000 organismos. As
entéricas presentes no lodo, como a Salmonella spp. e a Shigella spp. representam o maior
risco de infecção para humanos (ANDREOLI; FERREIRA; CHERNICHARO, 2003).
A presença de helmintos no lodo não pode ser avaliada por meio de bactérias indicadoras,
necessário a utilizar um outro indicador para este tipo de organismo. Assim, WHO (1989),
citada por König (2000) sugere que se utilize A. lumbricoides como o indicador mais
adequado para este grupo de patógenos. A avaliação para ovos de helmintos, no entanto,
não pode ser somente quantitativa, pois é a viabilidade dos ovos que os torna “importantes”
epidemiologicamente. Os ovos férteis não embrionados, quando eliminados pelo
hospedeiro, juntamente com as fezes, não são infecciosos até que se transformem em larvas
infectantes. Os helmintos despertam grande interesse sanitário. Alguns gêneros como
Ascaris, Toxocara e Trichuris são extremamente resistentes a ampla variedade de
condições físicas e químicas (ANDREOLI; FERREIRA; CHERNICHARO, 2003).
A temperatura e o tempo de exposição são fatores importantes para determinar formas
experimentais na eliminação de patógenos do lodo. A tabela 2.7 apresenta, para alguns
microrganismos, a temperatura letal e o tempo de exposição adequado para a eliminação da
espécie do meio ambiente.
Tabela 2.7 - Temperatura e tempo de exposição requeridos para a destruição de alguns
patógenos e parasitas comuns.
Organismo Condição – Tempo de exposição Temperatura letal
Salmonella sp. Morte 30 min.
20 min.
55 – 60° C
> 60° C
Escherichia coli Morte 60 min.
20 min.
55° C
> 60° C
Shigella sp. Morte 60 min.
55° C
Taenia saginata Poucos min.
55° C
Necator americanus Morte 50 min.
45° C
Ovos de Ascaris
lumbricoides
Morte < 60 min.
> 50° C
Fonte: TCHOUBANOGLOUS (1993).
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A destruição de ovos de helmintos depende da associação dos fatores temperatura e tempo
de exposição, sendo que a temperatura de 60ºC, por um período de exposição de 30
minutos, foi suficiente para inativar ovos de Ascaris (CABIROL; ROJAS OROPEZA;
NOYOLA, 2001).
Os helmintos constituem um dos grupos mais importantes para a saúde pública, devido à
freqüência com que são encontrados na natureza, da resistência dos ovos de algumas
espécies a condições adversas, e à baixa dose infectante para contaminação do hospedeiro
(WHO, 1990, apud THOMAZ-SOCCOL; PAULINO; CASTRO, 1995). A patogenicidade
dos helmintos é muito variável, apenas alguns grupos apresentam uma relação
epidemiológica de importância no saneamento. Os geo-helmintos, que possuem parte do
seu ciclo biológico no solo, são objeto de grande interesse, destacando-se o A.
lumbricoides, T. canis, T. trichiura, A. duodenale, N. americanus e S. stercoralis.
De acordo com Thomaz-Soccol, Paulino e Castro (1999), os parasitos geralmente
apresentam especificidade de hospedeiro, podendo ser representados conforme segue:
• específicos para um hospedeiro, em caso de parasitos monoxênicos (necessitam apenas
um hospedeiro para completar seu ciclo biológico). Exemplo: A lumbricoides e T.
trichiura, que são infectantes apenas para os humanos;
• específicos para os hospedeiros intermediários, em caso de parasitos heteroxênicos
(precisam mais de um hospedeiro para completar o ciclo biológico). Neste caso, o risco
direto é para o hospedeiro intermediário, mas, na seqüência, representam risco para o
hospedeiro definitivo. Exemplo: Taenia sp, que é infectante para bovinos e suínos
(hospedeiros intermediários), num primeiro instante, porém, se o homem (hospedeiro
definitivo) inger carne infectada destes animais vai desenvolver o parasito adulto no
intestino;
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• acidentais: quando o homem ingere ovos larvados de certos parasitos de animais,
Toxocara, por exemplo, que habitualmente parasitam cães e gatos. Nesses casos, a
evolução do ciclo é abortiva, porém, o início do ciclo em humanos pode ter repercussão
patológica grave, conhecida como Larva Migrans Visceral e Larva Migrans Ocular.
Os helmintos são os parasitos mais resistentes a condições ambientais externas, sobretudo
seus ovos. Sua resistência, complexidade e variabilidade podem ser consideradas como
adaptações que aumentariam a sobrevivência do embrião e da larva no meio ambiente. A
casca dos ovos de nematóides pode consistir de 1 a 5 camadas, sendo que o padrão mais
freqüentemente encontrado (WHARTON, 1980) consiste em:
• uma camada interna lipídica;
• uma camada média quitinosa;
• uma camada externa vitelina.
Conforme explica WHARTON (1980), a camada interna lipídica é responsável pela
extrema impermeabilidade da casca do ovo de alguns nematóides. Em ovos de A.
lumbricoides, ela tem uma natureza química única, com 25% de proteína e 75% de lipídeos,
sendo a principal barreira à permeabilidade. A camada média, de natureza quitinosa, é
geralmente a mais espessa da casca, sendo que sua composição fornece uma resistência
estrutural ao ovo, em que a proteína está, freqüentemente, presente em associação com a
quitina.
A camada externa vitelina é formada de lipoproteína, que por sua vez é derivada da
membrana vitelina do ovo. É espessa e, quando molda a camada externa da casca, um
material particulado tem sido observado, aderido à superfície externa. A casca dos ovos de
helmintos é uma estrutura biológica extremamente resistente, sendo impermeável à maioria
das substâncias, com exceção de gases e solventes lipídicos. O papel principal da camada
de quitina é, provavelmente, fornecer resistência estrutural. Caso fosse removida, a camada
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lipídica seria facilmente submetida a danos mecânicos, o que permitiria a entrada de
produtos químicos nocivos (WHARTON, 1980).
A extrema resistência química da casca do ovo pode ser observada durante os testes de
embrionamento, quando os ovos são incubados em meios contendo ácido sulfúrico 0,1 N e
nenhuma alteração substancial é notada (MASSARA, 1988).
A taxa de perda de água dos ovos de nematóides é afetada pelas mudanças de temperatura
do ambiente natural em que se encontram. O efeito da temperatura sobre a permeabilidade
da casca do ovo é, dessa forma, um importante fator de influência na capacidade dos ovos
em sobreviver às condições adversas do meio ambiente. Quando os ovos são expostos à
dessecação em temperaturas constantes diferentes, a taxa de perda de água aumenta
exponencialmente, em função do aumento da temperatura (WHARTON, 1979).
2.4 - Processos de higienização do lodo
Os ovos dos parasitos intestinais são pouco afetados pelos processos convencionais de
digestão do lodo, requerendo uma etapa complementar a esses processos convencionais
para que sejam completamente inativados. Esse processo é denominado higienização. A
tabela 2.8 apresenta a concentração de ovos de helmintos em alguns tipos de lodo.
Tabela 2.8 – Concentrações de ovos de helmintos em lodo primário e digerido
Agente
patogênico
Tipo de lodo Número de ovos
Lodo primário 10
3
a 10
4
/kg ST
Lodo digerido 10
2
a 10
3
/kg ST
Lodo semi desidratado 10
1
a 10
3
/kg ST
Lodo de tratamento aeróbio, semi desidratado 10
2
a 7,5x10
4
/kg ST
Ovos de
helmintos
Lodo anaeróbio 6,3.10
3
a 1,5x10
4
/kg ST
Fonte: MASCARENHAS (2002) (adaptação)
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As tecnologias disponíveis para higienização de lodos buscam minimizar os riscos de
transmissão de doenças de veiculação hídrica, através da redução da concentração de
microrganismos patogênicos a valores que assegurem sua utilização agrícola de modo
irrestrito. Dentre os diversos mecanismos com capacidade de promover a higienização do
lodo, a temperatura, o pH e a radiação são os mais indicados, uma vez que a alteração de
um desses fatores pode destruir os organismos. A eficiência dos processos de higienização
está associada à intensidade e ao tempo que estes fatores são impostos. Os processos mais
econômicos de higienização baseiam-se na alteração dos parâmetros que inviabilizam ou
destruição os agentes patogênicos, alterando, por algum tempo, principalmente o pH e a
temperatura. Os ovos de helmintos, pela sua maior capacidade de sobrevivência, constituem
o indicador mais importante para avaliação das condições sanitárias do lodo.
• A agência de proteção ambiental americana (USEPA) lista uma série de técnicas
destinadas a remover patógenos e classifica os processos quanto à sua capacidade de
remover organismos patogênicos, em: PFRP – Process to Further Reduce Pathogens, e
PSRP - Process to Significantly Reduce Pathogens (EPA 1992).
A Companhia de Tecnologia Ambiental (CETESB) de São Paulo foi um dos pioneiros dos
estados da federação a implementar uma norma regional, que tratatava especificamente do
assunto, denominada de: Aplicação de Lodos de Sistemas de Tratamento Biológico em
Áreas Agrícolas – Critérios para Projeto e Operação – P.4230, tendo sido promulgada em
Novembro de 1999.
Nos Estados Unidos, o Código Federal: Controle de Patógenos e Atração de Vetores em
Lodo de Esgoto (40 CFR, parte 503), (EPA, 1992).
No Estado do Paraná, para fins de caracterização do perfil sanitário do lodo, foram
estabelecidos os seguintes indicadores: contagem e viabilidade de ovos de helmintos e
coliformes fecais (ANDREOLI et al. 2001).
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O Brasil já dispõe de um instrumento legal para utilização do lodo na agricultura, a
Resolução nº 375 de 29 de agosto de 2006. Define critérios e procedimentos, para o uso
agrícola de lodos de esgoto gerados em estações de tratamento de esgoto sanitário e seus
produtos derivados, e dá outras providências. Os processos de redução significativa de
patógenos, redução adicional de patógenos e atratividade de vetores apresentados a seguir,
foram baseados no estabelecido pela U.S.EPA, conforme 40 CFR Part 503 - Appendix B,
Federal Register, de 19 de fevereiro de 1993. Abaixo são listados os processos aceitos para
redução significativa de patógenos (necessários para a obtenção de lodos de esgoto ou
produto derivado tipo B), redução adicional de patógenos (necessários para a obtenção de
lodos de esgoto ou produto derivado tipo A) e redução da atratividade de vetores. Segundo
a resolução outros processos poderão ser propostos, desde que haja comprovação de sua
eficiência e seja aceito pelo órgão ambiental.
1. Processos de Redução Significativa de Patógenos
a) digestão aeróbia - a ar ou oxigênio, com retenções mínimas de 40 dias a 20°C ou por 60
dias a 15°C;
b) secagem em leitos de areia ou em bacias, pavimentadas ou não, durante um período
mínimo de 3 meses;
c) digestão anaeróbia por um período mínimo de 15 dias a 35-55°C ou de 60 dias a 20°C;
d) compostagem, desde que a biomassa atinja uma temperatura mínima de 40°C, durante
pelo menos cinco dias, com a ocorrência de um pico de 55ºC, ao longo de quatro horas
sucessivas durante este período; e
e) estabilização com cal, mediante adição de quantidade suficiente para que o pH seja
elevado até pelo menos 12, por um período mínimo de duas horas.
2. Processos de Redução Adicional de Patógenos
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26
a) compostagem confinada ou em leiras aeradas (3 dias a 55ºC no mínimo) ou com
revolvimento das leiras (15 dias a 55ºC no mínimo, com revolvimento mecânico da leira
durante pelo menos 5 dias ao longo dos 15 do processo);
b) secagem térmica direta ou indireta para reduzir a umidade do lodo de esgoto ou produto
derivado a 10% ou menos, devendo a temperatura das partículas de lodo de esgoto ou
produto derivado superar 80ºC ou a temperatura de bulbo úmido de gás, em contato com o
lodo de esgoto ou produto derivado no momento da descarga do secador, ser superior a
80ºC;
c) tratamento térmico pelo aquecimento do lodo de esgoto ou produto derivado liquido a
180ºC, no mínimo, durante um período de 30 minutos;
d) digestão aeróbia termofílica a ar ou oxigênio, com tempos de residência de 10 dias a
temperaturas de 55 a 60ºC;
e) processos de irradiação com raios beta a dosagens mínimas de 1 megarad a 20ºC, ou com
raios gama na mesma intensidade e temperatura, a partir de isótopos de Cobalto 60 ou
Césio 137 e
f) processos de pasteurização, pela manutenção do lodo de esgoto ou produto derivado a
uma temperatura mínima de 70ºC, por um período de pelo menos 30 minutos.
3. Processos para Redução da Atratividade de Vetores
Nesta lista está indicado, entre parênteses, o número do critério a ser observado para
verificação da aceitabilidade do processo quanto à redução de atratividade de vetores.
a) digestão anaeróbia do lodo de esgoto ou produto derivado (condição 1 ou 2);
b) digestão aeróbia do lodo de esgoto ou produto derivado (condição 1 ou 3 ou 4 ou 5);
c) compostagem (condição 5);
d) estabilização química (condição 6);
e) secagem (condição 7 ou 8);
f) aplicação subsuperficial (condição 9) e
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g) incorporação no solo (condição 10).
A tabela 2.9 apresenta os indicadores da qualidade sanitária do lodo higienizado, por
número de ovos de helmintos viáveis e densidade de coliformes fecais para lodos classe A,
conforme a resolução nº 375/2006 do CONAMA.
Tabela 2.9 - Limite para ovos viáveis de helmintos, coliformes termotolerantes, Salmonella
e vírus em lodos, segundo a resolução 375/2006 do CONAMA
Parâmetros Limites
Lodo Classe A
Limites
Lodo Classe B
Contagem de ovos viáveis de helmintos
Coliformes termotolerantes
Salmonella
Vírus
<0,25 ovo/g ST
<10
3
NMP / g de ST
ausência em 10 g de ST
< 0,25 UFP ou UFF / g de ST
<10 ovos/g ST
<10
6
NMP / g de ST
-
-
Decorridos 5 anos a partir da data de publicação da resolução do CONAMA 375 de 29 de
agosto de 2006, somente será permitida a aplicação de lodo de esgoto classe A.
A sanidade do lodo, caracterizada pela diminuição ou ausência de agentes patogênicos,
como, por exemplo, os ovos de helmintos, é realizada por meio de mecanismos de
higienização de preferência econômicos, seguros e de fácil aplicação prática (ANDREOLI
et al, 2001).
2.4.1 – O processo de compostagem
A compostagem é uma tecnologia alternativa bastante utilizada, pois transforma resíduos
orgânicos em um insumo agrícola, contribuindo, assim, para fechar o ciclo bioquímico dos
nutrientes minerais, fornecendo matéria orgânica na reciclagem agrícola, estocando
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carbono na forma de compostos estáveis e não liberando CO2 na atmosfera (PROSAB,
1999).
Segundo Fernandes (2000) e Carvalho (2001), a compostagem é definida como um
processo de bioxidação aeróbia exotérmica de um substrato orgânico heterogêneo no estado
sólido, caracterizado pela produção final de CO2, água, liberação de substâncias minerais e
formação de matéria orgânica estável. É um processo biológico aeróbio e controlado de
decomposição biológica e estabilização da matéria orgânica, em condições que permitem o
desenvolvimento de temperaturas termófilas (controladas para não ultrapassarem valores
máximos em torno de 65 °C, durante alguns dias, ou a 55 °C, por três semanas).
Os componentes orgânicos biodegradáveis passam por várias etapas de transformação sob a
ação de diversos grupos de microrganismos. A microbiota decompositora é, em maioria,
heterotrófica, isto é, depende de uma fonte de carbono orgânico pré-formado para que
possa crescer e multiplicar. Assim, praticamente todos os fungos, actinomicetos e a maioria
das bactérias e protozoários participam intensamente do processo de decomposição da
matéria orgânica. Durante a decomposição ocorre flutuação qualitativa e quantitativa na
população microbiana, podendo haver predominância de alguns em determinada etapa do
fenômeno (FERNANDES, 2000). Como resultante da produção calorífica de origem
biológica, obtém-se um produto final estável, higiênico, rico em compostos húmicos e cuja
utilização, no solo, não oferece riscos ao meio ambiente (ROCHA, 2000).
Os compostos orgânicos e minerais da matéria orgânica sofrem transformações incessantes,
seja por processos de natureza química ou físico-química, seja por processos de natureza
biológica, estes compreendendo a intervenção direta ou indireta dos microrganismos ou dos
complexos enzimáticos (CARVALHO, 2001). As enzimas que se encontram na matéria
orgânica provêm não somente dos microrganismos, mas, também, do material vegetal.
Durante a decomposição da matéria orgânica pela ação das enzimas e microrganismos,
alguns componentes são mais utilizados que outros. As frações solúveis em água e
proteínas são os primeiros compostos a serem metabolizados. Participam da compostagem
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29
numerosas espécies de bactérias, fungos e actionomicetos. O lodo de esgoto é rico em
microrganismos, atua como inoculante e permite que o processo se inicie de imediato
(KIEHL, 2001).
Na compostagem ocorrem reações exotérmicas provocadas pela transformação de um
substrato orgânico hetorgênero, no estado sólido, com produção de CO2, água, liberação de
substâncias minerais e formação de matéria orgânica estável (ANDREOLI et al. 2001).
2.4.1.1 – Parâmetros físico-químicos fundamentais no processo de compostagem
• Umidade
Todos os microrganismos, enzimas e organismos do composto dependem da água para o
seu crescimento e desenvolvimento. Assim, o teor de água irá influenciar a decomposição
da matéria orgânica. Dois extremos de umidade podem ocorrer: encharcamento e
dessecação. Em ambos os casos, verifica-se redução na velocidade de decomposição,
decorrente da redução nas atividades microbiana e enzimática. As melhores condições para
decomposição da matéria orgânica ocorrem quando o teor de umidade se encontra na faixa
entre 40 a 60%. Os lodos a serem compostados devem ser desidratados, para eliminar o
excesso de água (FERNANDES, 2000).
• Relação C/N
Segundo Kiehl (2001) a relação C/N (carbono/ nitrogênio) pode, muitas vezes, determinar a
cinética de decomposição. Em geral, os vegetais apresentam uma alta relação C/N , entre
40 a 60 partes de carbono para uma de nitrogênio.
Então, deve-se considerar a dinâmica da relação C/N sob dois aspectos:
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30
a) Relação C/N dos microrganismos;
b) Relação C/N da matéria orgânica.
No primeiro caso, verifica-se que a relação C/N das células microbianas varia bastante. Em
termos médios, pode-se considerar que, nos fungos, a relação C/N é igual 10:1, nos
actinomicetos a 8:1, nas bactérias aeróbias igual a 5:1 e nas bactérias anaeróbias a 6:1.
A matéria orgânica constitui a principal fonte de C para os microrganismos. Entretanto,
nem todo carbono da matéria orgânica é transformado em célula microbiana; grande parte
dele se perde sob forma de CO2 decorrente de sua mineralização. A quantidade de carbono
da matéria orgânica, assimilável pelos microrganismos, é variável, segundo o
microrganismo ou grupos de microrganismos considerados. Percentualmente, têm-se os
seguintes coeficientes assimilatórios do carbono orgânico total:
a) Fungos 30 a 40 %
b) Actinomicetos 15 a 30 %
c) Bactérias 1 a 15 %
Como os microrganismos necessitam de nitrogênio para o seu desenvolvimento, a
decomposição do material vegetal somente será possível com a existência de uma fonte
complementar de nitrogênio(CARVALHO, 2001).
Os microrganismos retiram do resíduo orgânico o nitrogênio disponível, provocando o
fenômeno da imobilização do N. Pelo termo “imobilização do nitrogênio” subentende-se a
transformação do nitrogênio mineral N – NO3
-
ou N - NH4
+
para uma forma orgânica
microbiana (KIEHL,2001).
NO3
-
ou NH4
+
+ microrganismo - N orgânico
O termo mineralizado corresponde à transformação do N sob forma orgânica N combinado
mineral. N orgânico + microrganismo NH4
+
ou NO3
-
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31
Durante a decomposição da matéria orgânica a relação C/N diminui, tendo em vista que
parte do C orgânico se perde sob a forma de CO2.
Os resíduos orgânicos presentes provenientes de podas de vegetais com relação C/N > 30
são considerados de relação C/N alta, entre 15 – 30 relação C/N equilibrada e menor que
15, relação C/N estreita (KIEHL, 2001).
Kiehl (2001) divide os resíduos orgânicos em três categorias, segundo sua função:
a) energéticos: são os resíduos carbonáceos, geralmente restos vegetais apresentando
alta C/N; o carbono deve ser facilmente metabolizável pelos microrganismos.
Exemplos: palhas, cascas, folhas, capins de corte, bagaços etc.;
b) nutritivos: estes resíduos devem ter bom suprimento de nutrientes para satisfazer a
demanda dos microrganismos, principalmente nitrogênio. Exemplos: plantas
leguminosas jovens, resíduos de frigoríficos e matadouros e de indústrias de couro
etc.;
c) Inoculantes: têm a função de fornecer microrganismos à massa, para que a
decomposição tenha início o mais breve possível. Exemplos: estercos, efluentes de
biodigestores, lodo de esgoto ou fossa séptica, terra de floresta e o próprio composto
semimaturado.
No lodo de esgoto, a relação C/N é baixa, geralmente numa faixa entre 7 a 10/1. Para
iniciar a compostagem com lodo, utiliza-se um agente estruturante rico em carbono, que
eleva a relação C/N para cerca de 30 (CARVALHO, 2001).
Outros elementos, como Ca e Mg, também afetam o processo de compostagem, estimulam
as atividades microbiais e catalisam as reações bioquímicas (REIS; SELBACH; BIDONE,
2003).
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32
• Aeração
A compostagem é um processo aeróbio. A aeração é fundamental para o processo. Durante
todo tempo, é necessário o fornecimento de oxigênio para que os microrganismos venham
oxidar a matéria orgânica (FERNANDES, 2000).
A aeração também tem influência na velocidade de oxidação do material orgânico e na
liberação de odores. Para haver aeração adequada é interessante que a pilha de resíduos
contenha materiais grosseiros, como: palhas, cascas e colmos picados, para dar à massa
uma porosidade de, no mínimo, 30% do seu volume. As trocas gasosas ocorrem lentamente
entre as porções internas da pilha e o ar atmosférico. Nas camadas superficiais da pilha o
teor de oxigênio fica entre 18% e 20%. O teor mínimo de oxigênio necessário ao processo
em sua fase mais intensa é de 5%. Neste nível de aeração a maturação do resíduo pode ficar
comprometida. (KIEHL, 2001).
• Temperatura
A faixa de crescimento microbiano fica entre –0,5ºC e 68ºC. Verifica-se que a amplitude
de temperatura de crescimento é relativamente grande, mas isso não significa que os
microrganismos crescem bem em qualquer temperatura. Alguns crescem mais em
temperaturas mais baixas, são os psicrófilos, -0,5ºC a 20ºC. Outros, em temperaturas
médias, os mesófilos, 14ºC a 45º C, e um outro especial, que cresce melhor em
temperaturas mais elevadas, os termófilos 42ºC a 68ºC. Dentro de cada faixa de
crescimento existe uma “temperatura máxima de crescimento”, a temperatura onde ocorre a
maior taxa de crescimento, “temperatura máxima de crescimento”, que corresponde à
temperatura mais elevada na qual ocorre, ainda, crescimento, e a “temperatura mínima de
crescimento”, compreendendo a temperatura mais baixa, na qual se apresenta crescimento
microbiano. Os microrganismos mesófolos e termófilos são mais ativos na decomposição
da matéria orgânica. Em solos tropicais, considerando o efeito da temperatura, verifica-se
uma velocidade de decomposição 5 a 10 vezes maior do que em solos de clima temperado
(MENDONÇA; LOURES, 2000).
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33
A compostagem inicia-se com uma temperatura ambiente que vai aumentando
gradativamente, nessa fase há predominância dos microrganismos mesófilos. Após alguns
dias, a temperatura vai se elevando e atinge valores superiores a 65 Cº, quando prevalecem
os microrganismos termófilos. As fases de compostagem são apresentadas na figura 2.1. O
grupo termófilos de decompositores apresenta importância particular, considerando a
eliminação dos microrganismos patogênicos contidos no lodo (PEREIRA NETO, 1996;
CARVALHO, 2001).
A compostagem é considerada um processo significativo de eliminação de patôgenos,
quando a temperatura do composto for superior a 40º, durante 5 dias, e diariamente, durante
4 horas, no mínimo, atingir 55º C; neste caso, origina um biossólido classe B. Quando a
temperatura for igual ou superior a 55º, durante 5 a 15 dias, este processo é considerado de
redução avançada de patógenos e originará um biossólido classe A (CARVALHO, 2001).
O pH em níveis muito baixos ou muito altos reduz ou chega inibir a atividade microbiana.
Quando a mistura no composto apresentar pH próximo de 5, há uma redução acentuada da
atividade microbiológica e o composto pode não passar para a fase termófila. O pH dos
lodos de esgotos sanitários apresenta-se próximo de 7 e, quando misturado com resíduos
vegetais, o processo de compostagem se desenvolve normalmente (PROSAB, 1999).
• Estrutura
Quanto mais fina a granulometria, maior é a área exposta à atividade microbiana, o que
promove o aumento das reações bioquímicas. De modo geral, o tamanho das partículas
deve estar entre 25 e 75 mm (PROSAB, 1999). O lodo de esgoto possui uma granulometria
fina quando está parcialmente desidratado, o que dificulta a difusão do ar. Na
compostagem, o lodo deverá ser misturado com outro material estruturante (FERNANDES,
2000).
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34
Os resíduos sólidos verdes, caracterizando neste contexto aqueles provenientes das práticas
de podas urbanas e de sobras de produtos hortifrutigranjeiros, representam uma
considerável fração vegetal. Estes resíduos são biodegradáveis, sendo classificados, pela
legislação brasileira, como resíduos Classe II – não inertes (BIDONE, 2001). Composto de
excelente qualidade pode ser obtido na compostagem dos chamados resíduos verdes
provenientes principalmente de jardins, como grama, folhas e galhos (REIS; SELBACH;
BIDONE, 2003).
Para montar um sistema de compostagem deve-se escolher um local adequado. De
preferência, o piso deve ser levemente inclinado, para facilitar a drenagem da água da
chuva e do chorume que eventualmente for liberado. As leiras devem ser montadas em
retângulos medindo 2 a 3 m de largura e 3 a 5 m de comprimento. A altura não pode ter
menos de 1 metro, a fim de evitar perda excessiva de água. Em seguida, distribui-se na área
delimitada uma camada de resíduos energéticos, de aproximadamente 15 cm de espessura,
pulverizando com água, caso o material esteja seco. Sobre essa camada coloca-se outra, de
resíduos nutritivos de 15 cm de espessura e assim sucessivamente, alternando as camadas
até que atinja uma altura de 1,50 a 1,80 m. Para evitar as sucessivas movimentações das
leiras, deve-se introduzir algum sistema de arejamento em seu interior (FRANCISCO
NETO, 1999).
O produto final da compostagem deve ser avaliado, pois o composto não é um produto
único, podendo sua qualidade variar de excelente a péssima conforme critérios
estabelecidos pela legislação ambiental específica.
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35
2.4.1.2 – Processos de compostagem
Segundo Reis, Selbach e Bidone (2003), a maior diferença entre os processos de
compostagem refere-se à metodologia de aeração. Genericamente, podem ser divididos em
três tipos: compostagem em leiras com revolvimento mecânico (sistema “windrow”);
compostagem em leiras estáticas aeradas e compostagem em reatores biológicos.
A seleção do processo a ser utilizado depende primeiramente da natureza do resíduo, da
localização da unidade de processamento e dos recursos financeiros disponíveis (SHAUB;
LEONARD, 1996).
Para garantir a compostagem eficiente e ambientalmente correta de um composto orgânico
é necessário um controle da qualidade dos resíduos que serão processados e monitoramento
do processo. Para a determinação da tecnologia a ser utilizada é necessário avaliar os
critérios técnicos e econômicos.
2.4.1.2.1 – Compostagem em leiras estáticas aeradas
O método foi desenvolvido na Estação Experimental de Betsville, no Estado de Maryland,
USA (KIEHL, 1998), aplicado inicialmente para o lodo de esgoto. A leira estática aerada
difere da compostagem natural, pelo fato de não sofrer nenhum revolvimento. O processo
consiste em colocar no piso do pátio uma tubulação plástica ou metálica, com perfuração de
10 cm de diâmetro, ligada a um exaustor. As leiras estáticas têm as seguintes vantagens em
relação aos outros métodos: possibilidade de controle da temperatura e da aeração, fase de
estabilização mais rápida e melhor uso da área disponível em relação ao sistema anterior. A
compostagem em leiras estáticas também é influenciada pelo clima (REIS; SELBACH;
BIDONE, 2003).
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36
2.4.2 - Processo de higienização com o uso de energia solar
Num país tropical como o Brasil, onde o sol brilha praticamente o ano inteiro, é de se
esperar o desenvolvimento de tecnologias aplicáveis à esterilização e higienização de solos
e resíduos orgânicos utilizando os raios solares, uma energia limpa, inesgotável e gratuita.
Entretanto, a eficácia do processo depende do comprimento de onda, sendo que a faixa do
ultravioleta tem papel preponderante no efeito bactericida (BERNARDES; CAIXETA;
MORAES, 1999).
As áreas localizadas no Nordeste do Brasil têm valores da radiação solar diária e média
anual comparáveis às melhores regiões desérticas do mundo, bem dotadas de recurso solar;
além disso, as variações sazonais para o Nordeste são menores (TIBA et al., 2000). Estas
condições poderão resultar em importantes vantagens técnicas e econômicas para a
solarização como técnica de higienização do lodo. Katan e Devay (1991) e Bernardes;
Caixeta; Moraes (1999) demostraram, com simplicidade, a eficácia da solarização no
controle de fitopatógenos do solo, através de efeito direto, indireto ou ambos, dos raios
solares, devido à elevação da temperatura.
2.4.2.1 – A solarização
A solarização no controle de fitopatógenos do solo caracteriza-se por utilizar um filme
plástico transparente colocado na superfície do material a ser tratado. Os raios ultravioletas
agem na superfície, enquanto, no interior, a ação predominante fica a cargo do aumento e
diminuição da temperatura, que ocorre periodicamente, durante o tratamento.
As cartas de radiação solar global diária e média mensal do Atas Solarimétrico do Brasil
revelam um período mínimo, no trimestre maio-junho-julho em que as estações
solarimétricas registram intensidade de radiação na faixa de 8 a 18 MJ/m
2
.dia (TIBA et al.,
2000).
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37
A solarização é um processo utilizado normalmente para o controle de fitopatógenos do
solo (TSUTIYA, 2001). Segundo Ghini e Bettiol (1999), originalmente a solarização foi
desenvolvida em Israel; posteriormente, esta técnica foi sendo adotada em diversos países
como, Estados Unidos, Japão, Itália, Egito, Espanha e Brasil.
A técnica consiste na utilização da energia solar para a desinfestação do solo, através da
cobertura de uma porção de solo com filme plástico transparente, de espessura reduzida
(30-50 mm); consistindo em um processo hidrotérmico, que produz alterações nas
condições físicas, químicas e biológicas do meio (KATAN; DEVAY, 1991; GHINI, 1997).
O sucesso da solarização do solo é devido, principalmente, ao aquecimento do solo úmido,
sob um filme de plástico transparente, para o qual as temperaturas são letais à maioria dos
patógenos do solo (TSUTIYA, 2001). Quanto maior a profundidade, menores temperaturas
são atingidas. Também o teor de umidade do solo é importante para a eficiência do
tratamento, a umidade promove a condução do calor das camadas superficiais para as mais
profundas, agindo satisfatoriamente. Segundo Reis, Charcar e Carrijo (1999) o filme
plástico transparente permite a passagem da radiação solar, convertendo-se em energia
calorífica, gerando vapores que podem alcançar 50º C, temperatura suficiente para eliminar
os principais microrganismos presentes no solo, como bactérias, fungos , vírus e
nematóides, promovendo o efeito estufa (GHINI, 1997).
Segundo Katan e Devay (1991) e Abreu (1994) afirmam que alguns princípios da
solarização devem ser observados, para eficiência do processo:
1. A solarização aquece o solo por ciclos diários e repetidos. À medida que se aumenta a
profundidade, as temperaturas diminuem; durante o dia são alcançadas temperaturas
elevadas, que se mantêm por longos períodos de tempo.
2. O melhor momento para preparar o solo é quando as condições climáticas são favoráveis.
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38
3. A umidade do solo deve ser controlada durante a solarização. É necessário aumentar a
sensibilidade térmica dos organismos designados, pois a umidade melhora a condução de
calor no solo e habilita a atividade biológica durante a solarização.
4. Utiliza-se um filme transparente de plástico para a solarização. No processo pode ser
usada também uma estufa fechada, se as condições climáticas não permitirem o uso do
filme tranparente de plástico.
5. Para períodos longos, realiza-se o controle em profundidades maiores ou de patógenos
menos sensíveis ao calor. Resultados positivos foram obtidos em várias regiões do mundo,
com patógenos diferentes, entre 20 e 60 dias de solarização.
6. O balanço energético da superfície e as propriedades do solo determinam a proporção de
energia que pode contribuir para o seu aquecimento, pois algumas características podem
afetar a propagação de energia térmica.
A solarização apresenta a vantagem de menor impacto no ambiente, baixo custo, não
geração de resíduos, além de ser simples e de fácil aplicação.
Em experimentos conduzidos na ETE Franca-SP, utilizando a técnica de solarização para
higienização do lodo de esgoto, em caixas cobertas com plástico transparente, foram
obtidos resultados com redução de coliformes e E. coli de até 99,99 %, caracterizando o
lodo como Classe A, pela norma CETESB P4230, para profundidades menores que 0,10 m
e tempo de exposição de 15 dias ou mais, sendo que para ovos de helmintos foram
alcançadas reduções acima de 80%. Segundo a pesquisa, em experimentos com camadas de
0,05 m de espessura, as temperaturas de “pico” ocorreram por volta das 14:00 horas e
chegaram a valores acima de 60ºC. O teste sem revolvimento do lodo foi o que apresentou
o melhor resultado, segundo Bueno (2000).
Em estudo de higienização do lodo de esgoto otimizando a técnica da solarização, aos 28
dias de experimento foi reduzido em 87% o número de ovos de helmintos viáveis no lodo
anaeróbio, com temperatura média na massa de lodo em torno de 30ºC (FERREIRA, 2001).
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39
Os fatores ambientais como umidade e temperatura, são imprescindíveis para a avaliação
da eficiência na inviabilização dos ovos de helmintos presentes no lodo (WHARTON,
1979). Os dados climatológicos da cidade do Recife, no período e 1961 a 1990, referentes à
precipitação, temperatura máxima absoluta e média, estão expressos na figura 2.1
Precipitação (mm) no Recife no período 1961-1990.
Temperatura Máxima Absoluta (ºC) no Recife, no período 1961-1990.
Temperatura Média (ºC) no Recife, no período 1961-1990.
Fonte: INMET, 2004
Figura 2.1 – Dados climatológicos do Recife
2.5 - Importância agronômica do lodo de esgoto
Para manter o equilíbrio dos nutrientes, a agricultura sustentável procura aproveitar os
processos e principalmente os recursos de origem biológica, para obter fertilizantes. Os
biofertilizantes fornecem nutrientes naturais às culturas e aos microorganismos, com custos
de produção baixíssimos, que permitem reduzir os gastos com produtos químicos, entre 50
e 80% (ROSA, 1998).
Lodo de esgoto como fertilizante decorre não só por sua composição de dispor de nutrientes
minerais, principalmente nitrogênio, fósforo e micronutrientes, mas também por ser um
resíduo predominantemente orgânico. A matéria orgânica tem um papel vital na
manutenção/ aumento da produtividade e na estabilidade e sustentabilidade do ecossistema
natural e agrícola. (SANEPAR, 1997; PAVAN e CHAVES, 1998).
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40
A aplicação de lodo na agricultura e/ou florestas pode apresentar uma série de vantagens,
uma vez que esse material, segundo PAVAN e CHAVES (1998):
Ø atua como fonte de nutrientes para as culturas;
Ø aumenta o teor de matéria orgânica no solo;
Ø diminui o teor de alumínio trocável;
Ø aumenta a produção de matéria seca, a absorção de N, P, Ca, Mg e Zn.;
Ø apresenta aumento significativo da CTC (Capacidade de Troca Catiônica) e do C-
orgânico; e,
Ø melhora a estrutura do solo.
O lodo apresenta um teor relativamente elevado de nitrogênio, e concentrações mais
reduzidas de fósforo e potássio. O potencial do lodo de esgoto como fonte fornecedora de
nutrientes às plantas e de matéria orgânica ao solo tem sido estudado e mencionado por
diversos autores. A incorporação de lodos orgânicos, estabilizados e digeridos, pode
facilitar a proliferação da flora microbiana do solo, atuando diretamente sobre a nutrição
mineral dos vegetais (ANDREOLI et al.,1999).
2.5.1 - O lodo de esgoto como fertilizante
Pela quantidade de nitrogênio e fósforo contido no lodo, pode-se admitir que esses
elementos possam substituir os fertilizantes comerciais e concentrações reduzidas de
potássio (tabela 2.10). O lodo de esgoto em sua composição apresenta macronutrientes
como o nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre, e micronutrientes
(cobalto, zinco, manganês, boro, molibdênio e cloro), que têm atuação direta no
desenvolvimento e rendimento dos vegetais (ANDREOLI et al.,1999 e TSUTIYA, 2001).
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41
Tabela 2.10 - Comparação do nível de nutrientes entre fertilizantes químicos convencionais
e lodo de esgoto.
Produtos Nutrientes %
Nitrogênio Fósforo Potássio
Fertilizantes agrícolas típicos 5 10 10
Valores típicos para lodo de esgoto
estabilizado
3,3 2,3 0,3
Fonte: Adaptado de METCALFF E EDDY, 1991
Faustino et al (2003) comparou os resultados de macronutrientes da ETE Mangueira com
diversos resíduos orgânicos, O lodo apresentou teores de nitrogênio e fósforo acima dos
demais estercos de animais domésticos ruminantes. O lodo de esgoto, no entanto, pode
apresentar variações em suas composições de acordo com o local de origem. Algumas
variações nos teores de macronutrientes do lodo em diferentes cidades e estados do Brasil
estão representados na tabela 2.11, e evidenciam que os elementos predominantes são o N, P,
K, Ca e Mg, que são essenciais para o desenvolvimento das plantas. Dentre estes elementos, é
o N que pode sofrer consideráveis diminuições nos seus níveis, devido a longos períodos de
estocagem do lodo.
Tabela 2.11 - Teores de nutrientes de lodos de esgotos produzidos em algumas estações de
tratamento no Brasil. Percentagem em relação a sólidos totais.
ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO
Parâmetro
(% de
sólidos
totais)
Barueri
São
Paulo-SP
Franca
Franca-SP
Suzano
São
Paulo-SP
Bertioga
Bertioga-
SP
Brasília
Brasília -
DF
Belém
Curitiba-
PR
Mangueira*
Recife -PE
N total
2,25 5,53 2,31 3,93 5,5 4,91 2,45
P
1,48 0,93 2,65 2,60 3,0 3,7 0,47
K
0,01 0,26 0,1 0,35 0,35 0,36 0,76
M.O.
44 65,2 41 68,3 52,5 69,4 19,00
Ca
7,29 2 14,6 1,30 4,5 1,59 0,36
Mg
N.D 0,22 0,22 0,37 0,35 0,60 0,15
N.D. - Não disponível
Adaptado de DESCHAMPS e FAVARETTO (1999)
* FAUSTINO, et al, 2003.
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42
As concentrações de macro e micronutrientes encontradas no lodo de esgoto não permitem
classificá-lo como adubo, mas sim como um condicionador de solo, com função de
aumento de produtividade (ANDREOLI, 1999)
2.5.2 - O nitrogênio do lodo
O nitrogênio é necessário para a síntese da clorofila e, como parte da molécula da clorofila,
está envolvido na fotossíntese. É um componente do sistema enzimático, sendo essencial
para formação de aminoáciodos e proteínas nas plantas. O lodo apresenta um teor
relativamente elevado de nitrogênio. O nitrogênio é o mais valioso constituinte do lodo de
esgoto para seu uso na agricultura (SANEPAR 1997). O lodo de esgoto contém de 1 a 6%
de nitrogênio (sólidos totais), que é composto de nitrogênio amoniacal (NH3) e nitrogênio
nitrato e nitrito (NNO3 + NNO2) (TSUTIYA, 2001). Em lodos digeridos anaerobicamente,
entre 30 a 60% do total de nitrogênio está presente na forma de nitrogênio amoniacal. O
nitrogênio amoniacal e o nitrato são totalmente disponíveis para as plantas, já o nitrogênio
orgânico deve passar por uma mineralização microbiológica antes de ser absorvido. A
mineralização depende de vários fatores de difícil qualificação. Segundo ANDREOLI
(1997) em climas quentes, 50% do nitrogênio total contido no lodo de esgoto é utilizável
pelas plantas no primeiro ano e 10 a 20% no segundo.
2.5.3 - O fósforo do lodo
O fósforo torna-se disponível no solo pela intemperização dos minerais e pela
decomposição da matéria orgânica. Geralmente ele permanece onde é colocado pela
adubação. De um modo geral, o lodo de esgoto possui uma concentração de fósforo menor
que de nitrogênio, todavia a planta necessita para o seu desenvolvimento de quantidades
menores de fósforo em relação ao nitrogênio. O fósforo orgânico também prescinde de
mineralização para sua disponibilização às plantas. Entretanto, ANDREOLI (1999),
esclarece que no lodo de esgoto há predomínio de fósforo inorgânico. Como forma geral,
considera-se que 50% do fósforo estará disponível às plantas no primeiro ano de aplicação
do biossólido (SANEPAR, 1997).
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43
Segundo MARQUES (1997) a eficiência relativa do lodo de esgoto como fonte de fósforo
no primeiro cultivo, em comparação ao adubo fosfatado solúvel em água, varia de 20 a
80% em função do tipo de solo, do clima e da cultura.
2.5.4 - O potássio do lodo
O potássio é um nutriente essencial para as plantas. Este elemento não forma compostos
orgânicos, sua função principal esta ligada ao metabolismo. As plantas cultivadas contêm
aproximadamente a mesma quantidade de potássio e nitrogênio (LOPES, 1998). No lodo de
esgoto a concentração de potássio é muito baixa, já que poderá ocorrer deficiência, sendo
este de essencial importância para o crescimento das plantas deve ser feita suplementação
mineral em culturas que utilizam o lodo. É um elemento muito solúvel em água, impedindo
assim sua retenção no lodo (TSUTIYA, 2001). O potássio encontra-se totalmente na forma
inorgânica, fato pelo qual 100% de sua concentração está disponível às plantas
(ANDREOLI, 1999).
2.5.5 - O cálcio, magnésio e enxofre
O cálcio, o magnésio e o enxofre são chamados de macronutrientes secundários. Eles são
tão importantes para nutrição das plantas quantos os nutrientes primários, apesar das
plantas, de modo geral, não exigirem em grandes quantidades (LOPES, 1998). As
concentrações de cálcio, magnésio e enxofre estão, essencialmente na forma inorgânica e
suprem as necessidades da maioria das culturas agrícolas (TSUTIYA, 2001).
2.5.6 - Os micronutrientes
Sete dos 16 nutrientes essenciais para as plantas são chamados de micronutirentes:
boro,cobre, cloro, ferro, manganês, molibdênio e zinco. A falta de qualquer um deles no
solo pode limitar o crescimento das plantas. O lodo de esgoto contém micronutrientes.
Quando o lodo é aplicado em taxas suficientes para suprir as necessidades de nitrogênio,
geralmente as necessidades de micronutrientes das plantas são supridas (BETTIOL;
CAMARGO, 2000 e TSUTIYA, 2001).
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44
2.5.7 - A matéria orgânica e pH do lodo.
Os solos tropicais e subtropicais do Brasil são, em geral, pobres em matéria orgânica
(MALAVOLTA, 1994). A matéria orgânica desempenha um importante e complexo papel
na dinâmica dos solos, afetando suas características físicas, químicas, físico-químicas e
biológicas. Quanto ao pH, o lodo de esgoto pode ser considerado praticamente neutro
(valores em torno de 6 ∼ 7). Para as condições brasileiras, em geral de solos ácidos, essa é
mais uma característica interessante do lodo de esgoto. (ROCHA, 1998).
A matéria orgânica está relacionada com diversas características do solo que definem seu
potencial produtivo. PAVAN e CHAVES (1998) Enumeram as seguintes vantagens
acrescidas ao solo pela matéria orgânica contida no Lodo de Esgoto:
• Favorece a formação de agregados, facilitando a penetração das raízes e a
vida microbiana;
• Atua junto à resistência do solo, evitando a erosão, por estabilizar a estrutura
do solo;
• Aumenta a capacidade de retenção de água do solo, tornando as culturas
mais resistentes à seca;
• Fornece nutrientes para as plantas e para os organismos do solo após a
mineralização;
• Atua como condicionador do solo.
Segundo MARQUES, MELO e MELO (1997) o lodo de esgoto apresenta potencial para
uso na agricultura, substituindo parte da adubação mineral, devido ao conteúdo de matéria
orgânica e de nutrientes.
O NPK e material orgânico, principalmente, são produtos que interessam aos agricultores e
devem ser explorados no mercado de fertilizantes.
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45
2.6 - Aplicação do lodo no setor agrícola e florestal
No Brasil, vários estudos de adubação com lodo de esgoto foram conduzidos abrangendo
diferentes culturas. A maioria dos autores afirma que houve aumento da produção através
da aplicação de lodo de esgoto (ROCHA, 1998).
A norma brasileira proibiu a utilização de qualquer classe de lodo de esgoto ou produto
derivado em pastagens e cultivo de olerícolas, tubérculos e raízes, e culturas inundadas,
bem como as demais culturas cuja parte comestível entre em contato com o solo
(CONAMA,2006).
A SANEPAR (1997) recomenda além do milho a aplicação de lodo de esgoto nas seguintes
culturas: aveia, laranja, café, maçã, bracatinga, pinus e eucalipto. Estudos realizados no
Paraná pela EMBRAPA, pelo IAPAR e pela EMATER (respectivamente: Empresa
Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Instituto Agronômico do Paraná e Empresa de
Assistência Técnica e Extensão Rural) mostraram que a incorporação de lodo de esgoto ao
solo levou a aumentos na produtividade de 20 a 50%, para vários tipos de culturas
(SANEPAR, 1997). O lodo tem sido testado como fertilizante na produção de algumas
culturas, mostrando resultados positivos. A fertilização com lodo de esgoto pode ser
adequada a qualquer cultura de grãos, frutas desde que não entrem em contato direto com o
solo, a parte comestível do vegetal, e também que não sejam consumidas cruas pela
população.
A utilização do lodo como insumo na produção de mudas de tamboril (Enterolobium
contortísiliquum) mostrou-se uma opção promissora para o reflorestamento. A produção de
mudas de espécies florestais em viveiros é usada com objetivos ambientais (TELES et al,
1999).
Silva et al. (2002) verificaram uma eficiência média fertilizante de um lodo da Companhia
de Água e Esgoto de Brasília, 25% maior que o superfosfato triplo, na produção de milho,
em três anos de cultivo. Estes autores constataram ainda que, a aplicação de lodo úmido,
nas doses 54, 108 e 216 t ha
-1
, forneceram quantidades adequadas de nitrogênio, fósforo e
potássio, durante os três anos de cultivo.
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46
Barros et al. (2002) verificaram um aumento na produção de biomassa e na absorção de
nitrogênio de plantas de milho e feijão, em solos submetidos a doses crescentes de lodo da
Companhia Pernambucana de Saneamento (COMPESA).
Trigueiro e Guerrini (2003) mostraram que a produção de mudas de eucaliptos
desenvolvidas em substrato contendo biossólido é viável e promissor.
2.7 - Aplicação do lodo de esgoto no solo
De acordo com Marques, Melo e Melo (2001), a incorporação em área total permite melhor
distribuição dos componentes indesejáveis e favorece a ação da matéria orgânica no solo. A
incorporação é extremamente necessária, por diminuir a incidência de odores e o risco de
contato direto com animais e o homem.
A aplicação do lodo desidratado ocorre da mesma forma que a de outros fertilizantes
orgânicos ou corretivos agrícolas, de modo direto em covas previamente abertas, ou
lançados à distância, espalhados por toda a área de cultivo. Para distribuição na área total,
os biossólidos devem ser aplicados uniformemente, e a incorporação ao solo deve ocorrer
após a secagem deste, de modo a evitar a exalação de odores. A aplicação em covas
diminui a atração de vetores ao local, bem como a volatilização da amônia, o que favorece
a maior conservação do nitrogênio (COMPARINI, 2001).
Toda aplicação de lodo de esgoto e produtos derivados em solos agrícolas deve ser
obrigatoriamente condicionada à elaboração de um projeto agronômico para as áreas de
aplicação, com a responsabilidade técnica de profissional devidamente habilitado, que
atenda aos critérios e procedimentos estabelecidos na norma brasileira (CONAMA, 2006).
A caracterização do solo agrícola deverá ser caracterizado realizada pela Unidade de
Gerenciamento de Lodo - UGL, antes da primeira aplicação de lodo de esgoto ou produto
derivado, quanto aos parâmetros de fertilidade; sódio trocável; condutividade elétrica e
substâncias inorgânicas. A utilização da área proposta para aplicação de lodo de esgoto ou
produto derivado dependerá da avaliação da qualidade do solo, realizada mediante a
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comparação dos resultados analíticos com valores orientadores de qualidade de solo, a
critério do órgão ambiental competente (CONAMA, 2006).
Conforme esclarecem Gonçalves e Poggiani (1996), os substratos adequados para a
produção de mudas, via sementes e estacas, podem ser obtidos a partir da mistura de
composto orgânico (lodo de esgoto), como componente principal, para atender a demanda
de mudas para arborização das cidades (MORAIS et al., 1996).
2.8 - A arborização urbana
Entende-se por arborização urbana toda cobertura vegetal de porte arbóreo existente nas
cidades. Segundo Cavalheiro e Del Picchia (1992) essa vegetação ocupa,
fundamentalmente, três espaços distintos:
a. as áreas livres de uso público e potencialmente coletivas;
b. as áreas livres particulares; e
c. acompanhando o sistema viário.
Da mesma forma que a arborização encontrada nas áreas livres públicas e privadas, as
árvores que acompanham o sistema viário exercem função ecológica, no sentido de
melhoria do ambiente urbano, e estética, no sentido de embelezamento das vias públicas,
conseqüentemente da cidade (DEMATTÊ, 2000). Vegetação em cidades é um serviço
urbano essencial (CASTRO, 2000).
Algumas contribuições significativas na melhoria da qualidade do ambiente urbano são
citadas a seguir segundo Pedrosa (1983):
• purificação do ar pela fixação de poeiras e gases tóxicos e pela reciclagem de gases
através dos mecanismos fotossintéticos;
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• melhoria do microclima da cidade, pela retenção de umidade do solo e do ar e pela
geração de sombra, evitando que os raios solares incidam diretamente sobre as
pessoas;
• redução na velocidade do vento;
• influência no balanço hídrico, favorecendo infiltração da água no solo e provocando
evapo-transpiração mais lenta;
• abrigo à fauna, propiciando uma variedade maior de espécies, conseqüentemente
influenciando positivamente para um maior equilíbrio das cadeias alimentares e
diminuição de pragas e agentes vetores de doenças; e amortecimento de ruídos
A Organização Mundial de Saúde (OMS) recomenda que as cidades tenham, no mínimo 12
m
2
de área verde por habitante (LANG, 2000).
Outra função importante da arborização que acompanha o sistema viário é seu préstimo
como corredor ecológico, interligando as áreas livres vegetadas da cidade, como praças e
parques. Além disso, em muitas ocasiões, a árvore na frente da residência confere a esta
uma identidade particular e propicia o contato direto dos moradores com um elemento
natural significativo, considerando todos os seus benefícios (SECRETARIA MUNICIPAL
DO MEIO AMBIENTE DE RIBEIRÃO PRETO/SP, 1995).
A produção de mudas florestais, em quantidade e qualidade, é uma das fases mais
importantes para o estabelecimento de povoamentos florestais, com grande incremento
sobre a produtividade. Muitos trabalhos de pesquisa têm sido feitos no sentido de melhorar
a qualidade e reduzir os custos de produção de mudas. A boa formação de mudas
destinadas para fins ambientais está relacionada como nível de eficiência dos substratos
(GONÇALVES e POGGIANI, 1996).
A germinação de sementes, iniciação radicial e enraizamento de estacas, formação do
sistema radicial e parte aérea estão associados com a boa capacidade de aeração, drenagem,
retenção de água e disponibilidade balanceada nos substratos. Estas características são
altamente correlacionadas entre si. As duas primeiras estão diretamente relacionadas com a
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49
macroporosidade e a retenção de água e nutrientes com a microporosidade e superfície
especifica do substrato. Os substratos adequados para a produção de mudas via sementes e
estacas segundo Gonçalves e Poggiani (1996), podem ser obtidos a partir da mistura com
composto orgânico como componente principal. Observaram que os substratos mais ricos
em composto orgânico propiciaram melhor crescimento das mudas, com boa formação do
sistema radicial. O uso do pó de coco na composição de substratos é de grande utilidade,
pois o aproveitamento de resíduos da agroindústria em práticas agrícolas representa a
solução de problemas econômicos, sociais e ambientais (KAMPF, 2000; SILVEIRA et al.,
2002).
A utilização de um substrato que promova um rápido crescimento inicial das mudas de
baixo custo é fundamental para melhorar a tecnologia de produção na fase de viveiro com
uma expectativa de atender a demanda de mudas para arborização das cidades (MORAIS et
al., 1996).
Segundo Silva e Ribiero (2003) a implantação da arborização da Cidade do Recife, plantios
de árvores e arbustos, foram realizados, em sua maioria, de forma aleatória, sem obedecer a
critérios técnico-científicos. A cássia-amarela (Senna siamea Lam.) é uma das plantas
exóticas mais plantadas na cidade do Recife-PE.
Faustino et al. (2005) constataram que a utilização do lodo de esgoto higienizado como
insumo na produção de mudas de Senna siamea Lam. é uma opção viável para a produção
de mudas na Cidade do Recife, devido ao aporte significativo de nutrientes e matéria
orgânica que o lodo confere, a um custo relativamente reduzido.
A Senna siamea Lam. é originária da Tailândia, família das Caesalpiniaceae R. Br, flora
várias vezes no ano com uma altura máxima de 15 metros. Árvore de tronco liso acizentado
e copa densa precocemente florida. Seus frutos do tipo legume são de cor castanho, com
cerca de 16 cm de comprimento. É utilizada em parques, praças e avenidas de calçadas
largas (Secretaria Municipal do Meio Ambiente de Ribeirão Preto/Sp, 1995; Eletropaulo,
1995).
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50
2.9 - Considerações sobre custos de tratamento e disposição de lodos
Segundo ROCHA (1998), o custo para disposição de lodo úmido em aterro, na região de
Limeira, Estado de São Paulo é de R$ 46,15 por tonelada e, para incineração é de R$ 1,00 a
R$ 2,00 por kg de resíduo incinerado. Para a região de Franca (SP), em estudo realizado
por Macedo (1999) constatou-se um custo de disposição do lodo na agricultura, após
tratamento, de R$ 11,04 por tonelada, considerando a implantação de aterro provisório para
a estocagem do lodo, e custo de operação interna. O carregamento até a área de disposição
agrícola deve ser realizado pelo agricultor.
Na tabela 2.12 estão demonstrados os custos de tratamento e da disposição do lodo,
conforme as U.S.E.P.A. (1985).
Tabela 2.12 - Custo do tratamento e disposição de lodo
Uso / destino US$ / tonelada seca
Agricultura 60 a 290
Compostagem 100 a 280
Aterro 110 a 310
Incineração 120 a 340
Fonte: EPA (1985)
2.9.1 - Características do local de destino do lodo de esgoto
O CONAMA (2006), de maneira geral, não permite a aplicação de lodo de esgoto:
• Em unidades de conservação, com exceção das Áreas de Proteção Ambiental-
APA;
• Em Área de Preservação Permanente-APP;
• Em Áreas de Proteção aos Mananciais-APMs definidas por legislações estaduais
e municipais e em outras áreas de captação de água para abastecimento público,
a critério do órgão ambiental competente;
• No interior da Zona de Transporte para fontes de águas minerais, balneários e
estâncias de águas minerais e potáveis de mesa, definidos na Portaria DNPM no
231, de 1998;
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51
• Num raio mínimo de 100 m de poços rasos e residências, podendo este limite
ser ampliado para garantir que não ocorram incômodos à vizinhança;
• Numa distância mínima de 15 (quinze) metros de vias de domínio público e
drenos interceptadores e divisores de águas superficiais de jusante e de
trincheiras drenantes de águas subterrâneas e superficiais;
• Em área agrícola cuja declividade das parcelas ultrapasse:
a) 10% no caso de aplicação superficial sem incorporação;
b) 15% no caso de aplicação superficial com incorporação;
c) 18% no caso de aplicação subsuperficial e em sulcos, e no caso de aplicação
superficial sem incorporação em áreas para produção florestal;
d) 25% no caso de aplicação em covas;
• Em parcelas com solos com menos de 50 cm de espessura até o horizonte C;
• Em áreas onde a profundidade do nível do aqüífero freático seja inferior a 1,5 m
na cota mais baixa do terreno; e
• Em áreas agrícolas definidas como não adequadas por decisão motivada dos
órgãos ambientais e de agricultura competentes.
2.9.2 - Armazenamento do lodo de esgoto
As instalações de estocagem do lodo de esgoto devem ser projetadas na própria área da
estação de tratamento de esgotos. Conforme afirma Comparini (2001), a estocagem do lodo
na propriedade onde o produto será utilizado é uma possibilidade a ser considerada.
Quando o produto é armazenado na propriedade há uma redução nos custos das instalações
de estocagem, e, para o agricultor, representa também uma vantagem, uma vez que poderá
dispor do produto nas datas que considerar mais adequadas. O armazenamento na
propriedade acarreta maiores riscos ambientais, e, neste caso, as instalações deverão conter
requisitos que previnam a contaminação do lençol freático, por lixiviação, e das águas
superficiais, por carreamento. A norma brasileira limita o tempo de estocagem ao máximo
de 15 dias, devendo atender aos seguintes critérios:
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52
I - a declividade da área de estocagem não pode ser superior a 5%; e
II - a distância mínima do local de estocagem a rios, poços, minas, cursos d’água ecanais.
É proibida a estocagem diretamente sobre o solo de lodo de esgoto ou produto derivado
contendo líquidos livres, cuja identificação deverá ser feita pela norma brasileira.
Marques, Melo e Melo (2001) recomendam que a estocagem deverá ser feita a mais
próxima possível da área em que o lodo será aplicado, protegido da chuva, dos insetos e
demais animais, pela cobertura com uma lona plástica. A estocagem em pilhas é utilizada
para lodos estabilizados e desidratados, com concentração de sólidos entre 20% e 60%
(COMPARINI, 2001).
2.9.3 - Transporte do lodo de esgoto
As áreas agrícolas aptas para receber o lodo de esgoto geralmente localizam-se distantes
dos grandes centros urbanos, locais produtores do lodo de esgoto. Tal dificuldade constitui
num grande problema para sua aplicação na agricultura, do ponto de vista econômico. O
transporte do lodo deverá ser feito com a máxima segurança, respeitando-se a legislação em
vigor sobre o transporte de cargas perigosas. Os caminhões constituem o meio mais usual
de transporte do biossólido, pela maior disponibilidade e flexibilidade no planejamento da
distribuição (COMPARINI, 2001).
Marques, Melo e Melo (2001) afirmam que o lodo de esgoto desidratado poderá ser
transportado em caminhões com caçamba aberta, bem coberta com lona, tendo-se o cuidado
de garantir total vedação das laterais e do fundo, de modo a garantir que não ocorram
vazamentos e evitar possíveis riscos ambientais. Em distâncias muito curtas, por exemplo,
dentro de propriedades, o lodo poderá ser transportado em reboques puxados por trator.
O CONAMA (2006) recomenda que o lodo de esgoto ou produto derivado somente será
carregado e retirado da ETE mediante a apresentação pelo motorista do caminhão, do
Termo de Responsabilidade. O motorista deve estar devidamente cadastrado e credenciado
na empresa geradora do lodo de esgoto ou produto derivado. Para o transporte do lodo
deverão ser utilizados caminhões com carrocerias totalmente vedadas, tais como os
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53
caminhões basculantes, equipados com sistema de trava para impedir a abertura da tampa
traseira, lona plástica para cobertura, cone de sinalização, pá ou enxada e um par de luvas
de látex. Também devera ser observada a limpeza dos pneus na saída dos caminhões da
ETE. Não é recomendado qualquer tipo de coroamento nos caminhões (altura da carga
ultrapassando a altura da carroceria).
Os caminhões devem possuir algum tipo de sistema de comunicação para uso imediato em
caso de ocorrência de sinistro. E, em caso de sinistro em vias públicas, com derramamento
de lodo de esgoto, todos os procedimentos para limpeza são de responsabilidade da
empresa transportadora do lodo de esgoto ou produto derivado.
2.9.4 - Prevenção de riscos para os operadores de lodo e trabalhadores rurais
Várias vias de penetração podem infectar humanos e animais, sendo a oral a mais
importante, do ponto de vista epidemiológico. As vias cutânea e nasal também não devem
ser descartadas como forma de contaminação. Na aplicação do lodo de esgoto deve-se
garantir a proteção dos operadores em relação ao contato direto com o lodo e pó levantado
durante a operação. Os operadores devem evitar respirar esse pó, bem como seu contato
com as mucosas. É recomendável que os operadores e trabalhadores rurais usem botas de
borracha de cano longo, chapéu, luvas de borracha, óculos, máscara e camisa com mangas
compridas (MARQUES; MELO; MELO, 2001).
A norma brasileira recomenda que todos trabalhadores em contato com o lodo de esgoto ou
produto derivado deverão sempre utilizar luvas de proteção plásticas ou de couro. Também
é requerido o uso de calçado adequado, sapatos ou botas de couro ou plástico, sendo
proibido o uso de sandálias e outros calçados abertos. Ao término dos serviços os
trabalhadores deverão lavar com água e sabão as luvas, os calçados e as mãos.
2.9.5 - Monitoramento do lodo na ETE
A utilização agrícola do lodo deverá ser associada aos resultados das análises de parâmetros
agronômicos, sanitários e ambientais. Uma vez que a composição do lodo pode variar em
função das características do esgoto, do sistema de tratamento (aeróbio ou anaeróbio) e do
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processo de higienização, estes parâmetros devem ser mensuradas com freqüência, a fim de
assegurar a qualidade e viabilidade do produto utilizado na agricultura (ANDREOLI;
LARA; ILHENFELD, 1999).
2.9.6 - Gerenciamento de ETE’s
Um gerenciamento responsável da disposição final do lodo, quando esta opção é a
reciclagem agrícola, redundará na regularização, otimização e monitoramento da operação
dos sistemas de tratamento, um problema real e de proporções significativas no quadro
operacional de uma companhia de saneamento (ANDREOLLI et al., 1999).
Um plano de gerenciamento é uma solução imprescindível para os sistemas de tratamento
de esgotos. É possível gerenciar o lodo de estações de tratamento de esgotos com um custo
relativamente pequeno. Este gerenciamento de uma estação de tratamento de esgotos deve
incluir tópicos técnicos, como controle do processo e controle do sistema de manutenção e
operação (COSTA; COSTA, 2000).
O problema da gestão do lodo é complexo do ponto de vista técnico-econômico, pela falta
de planejamento coincidente com a elaboração dos projetos de implantação de ETE’s. O
problema passou então a ser gerenciado em situação de crise, pelas áreas operacionais.
Inicialmente, o resíduo é armazenado em áreas contíguas aos sistemas de tratamento,
entretanto, com o acúmulo de grandes volumes, os operadores lançam mão de todos os
meios possíveis para se livrar emergencialmente dos resíduos gerados. Neste contexto, é
comum encontrar o lodo armazenado em condições precárias, ou sua simples distribuição
para agricultores, sem critérios de segurança. Essas atitudes não são absolutamente de
responsabilidade isolada dos operadores, mas envolvem uma seqüência de omissões, que
nos tornam, a todos os profissionais da área de saneamento e de ambiente, co-responsáveis
por esta situação (ANDREOLI; PEGORINI, 2000).
Em termos globais e nacionais, as exigências legais para a reciclagem do lodo na
agricultura tem abordado as condições mínimas das áreas de aplicação e os critérios de
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55
tratamento, transporte, armazenamento e aplicação aos solos. A norma brasileira determina
que a aplicação de lodo de esgoto e produtos derivados no solo agrícola somente poderá
ocorrer mediante a existência de uma Unidade de Gerenciamento de Lodo – UGL
devidamente licenciada pelo órgão ambiental competente.
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2.10 - Literatura consultada
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CAPÍTULO 3
COMPOSTAGEM APLICADA NA HIGIENIZAÇÃO DO LODO DE ESGOTO
DOMÉSTICO DA ETE MANGUEIRA
1
Resumo
Abstract
3.1 - Introdução
3.2 - Material e métodos
3.3 - Resultado e discussão
3.4 - Conclusões
3.5 - Literatura citada
1
Trabalho a ser enviado para Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental.
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74
Resumo: O método de compostagem por pilhas estáticas aeradas foi utilizado para avaliar a
capacidade de redução e/ou inativação de patógenos presentes em lodo anaeróbico de esgoto.
O lodo foi compostado com folhas de árvores em três tratamentos, nas proporções em volume
de 1:1, 1:2 e 2:1, de lodo para folhas, respectivamente. Manteve-se a umidade em 50% em
pilhas naturalmente aeradas, com dimensões de 1,80 m de largura x 2,00 m de comprimento x
1,20 m de altura, cobertas com um filme plástico preto de 1,5 mm de espessura. A
temperatura das pilhas foi acompanhada, diariamente, com um termômetro digital colocado a
50 cm de profundidade. Nos 3 tratamentos, após a fase termófila, ocorreu a redução na
viabilidade de ovos de helmintos, em 98,51%, 98,89% e 97,94%, respectivamente, indicando
a viabilidade técnica do processo proposto.
Palavras-chave: pilhas estáticas, ovos de helminto, lodo anaeróbio
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75
Abstract: The use of aerated static pile was evaluated for the pathogens reduction and/or
inativation in raw anaerobic sewage sludge when composted with tree leaves. Three
volumetric rates of 1:1, 1:2 and 2:1 (sludge: leaves of tree) were tested. A moist of 50% was
kept in the natural aerated piles of 1.80 m width x 2.00 m length x 1.20 m height, covered
with black plastic film of 1.5 mm. The temperature of the piles was measured daily with a
digital thermometer placed 50 cm deep. The results showed that after the thermophilic stage
the viable helminth eggs dropped about 98.51%, 98.89% and 97.94% for the 3 volumetric
rates studied, respectively, indicating that the proposed process is technically feasible.
Key words: static pile, helminth eggs, anaerobic sludge
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76
3.1 – Introdução
As estações de tratamento de esgotos, que utilizam processos biológicos para promover a
remoção da matéria orgânica, geram um resíduo chamado “lodo de esgoto” que é um produto
formado pela biomassa microbiana, caracterizado pela presença matéria carbonácea,
microganismos patógenicos e nutrientes. A sua composição depende das características das
fontes geradoras de esgoto e do tipo de tratamento empregado. O lodo deve receber atenção
especial em relação a seu tratamento e disposição final (ANDREOLI et al., 2001). Ambos
constituem problemas de grande complexidade, face ao grande volume de lodo gerado, à
dificuldade em se encontrar locais adequados e seguros para disposição, à distância do
transporte, aos impactos ambientais, aos custos e características de operação e processo
(TSUTIYA, 2001).
Enquanto o volume de lodo produzido representa cerca de 1% a 2% do volume de esgoto
tratado, seu tratamento e disposição final chegam a atingir 60% do custo operacional da ETE
(FERNANDES et al., 1999).
O uso agrícola do lodo de esgoto é uma prática que tem sido incentivada. Entretanto, para que
o lodo de esgoto possa ser utilizado como fertilizante orgânico ou condicionador de solo, faz-
se necessária uma higienização prévia, para transformar seu potencial poluidor em um insumo
de grande importância para os solos agrícolas tropicais (ANDREOLI et al.,1999).
Os ovos de helmintos, pela sua maior capacidade de sobrevivência, constituem o indicador
mais importante para a avaliação das condições sanitárias do lodo (WHO, 1990, apud
THOMAZ-SOCCOL; PAULINO E CASTRO, 1999).
Segundo Carvalho (2001), a compostagem aeróbia é um processo de bioxidação exotérmica
de um substrato orgânico heterogêneo no estado sólido. Esse processo tem a vantagem de ser
de baixo custo e alta eficiência, constituindo-se, portanto, em uma técnica economicamente
viável de redução e inativação de patógenos. Além de diminuir o volume, o processo
apresenta como produto final um composto que pode ser utilizado na fertilização do solo.
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77
Pereira Neto (1996) afirma que a aeração tem por finalidade suprir a demanda de oxigênio da
população microbiana e atuar como agente de controle da temperatura. Segundo Kiehl (1985),
a circulação de ar acelera a decomposição e dá condições de melhor condução do processo,
não ocorrendo mau cheiro nem atraindo moscas, podendo esse fornecimento ser melhorado
com o uso de pisos permeáveis, tubulações dispostas no interior das leiras ou mesmo pela
perfuração dessas.
No presente trabalho, o método de compostagem por pilhas estáticas aeradas foi utilizado com
o objetivo de avaliar a eficiência desta técnica sobre a redução e/ou inativação de patógenos,
presentes em lodo de esgoto anaeróbio para uso agrícola e/ou florestal.
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78
3.2 - Material e métodos
O sistema experimental foi instalado e monitorado no período de 21 de março a 27 de maio de
2005, na ETE Mangueira (8º 05' 41"latitude Sul e 34º 55' 31" longitude Oeste), localizada no
bairro da Mangueira, na cidade do Recife, Estado de Pernambuco. O lodo formado no reator
anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB) é proveniente do tratamento de
esgotos tipicamente domésticos. Inicialmente, foram coletadas amostras do material
carbonáceo (folhas secas) depositado na ETE Mangueira, oriundo da varrição do campus da
UFPE, as quais foram depositadas por 10 dias antes do uso. Foi feito um descarte de lodo do
reator UASB em leito de secagem. Após 15 dias de secagem do lodo no leito, este foi
coletado para uso no processo de compostagem.
Foram coletadas 20 amostras simples que formaram 3 amostras compostas do lodo e do
material carbonáceo. Os procedimentos de coleta foram efetuados segundo a norma NBR
10007, sobre amostragem de resíduos (ABNT, 1987) e as normas da agência ambiental
americana EPA (2003). As análises preliminares foram realizadas para determinar a qualidade
sanitária do lodo e as características físico-químicas dos resíduos (Sólidos totais, umidade, C,
N, C/N e pH) antes da compostagem. O material carbonáceo (folhas secas) foi utilizado como
material estruturante, devido às características físicas e químicas do lodo de esgoto, visando
assegurar uma porosidade adequada e elevação da relação C/N para um valor entre 20 e 30
(FERNANDES et al., 1999). A determinação das proporções de combinações foi efetuada
tomando por base a relação C/N da mistura final, que é a razão entre o total de carbono
presente na mistura e o total de nitrogênio (EMBRAPA, 2001).
O método utilizado na compostagem foi adaptado do sistema de leiras estáticas aeradas,
descrito por Kiehl (1998). No processo de compostagem em pilha estática aerada com
ventilação natural, o oxigênio é fornecido à massa pela passagem do ar através de uma
tubulação de ventilação.
O sistema de aeração foi confeccionado com tubo de esgoto de 100 mm de plástico reciclado,
na forma de “T” invertido, com furos de uma polegada a cada 15 cm, dimensões de 2,20 m de
comprimento e 1,80 m de altura. O tubo era dotado de aberturas laterais e superior para a
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79
aeração e troca gasosa da massa de compostagem. Para medir o volume de cada material a ser
utilizado na composição das pilhas utilizou-se um recipiente plástico graduado de 20 litros. O
experimento contou com três tratamentos, nos quais foram misturados os resíduos nas
seguintes proporções de lodo de esgoto/ folhas secas: (i) Tratamento 1 - 1:1; (ii) Tratamento 2
- 1:2 (iii) Tratamento 3 – 2:1.
As pilhas foram montadas, cada uma com as seguintes dimensões: 1,80 m de largura x 2,00m
de comprimento x 1,20 m de altura, com as respectivas misturas de cada tratamento com lodo
de esgoto e material carbonáceo triturado. O material misturado foi depositado sobre a
tubulação perfurada na forma de “T” invertido, e a pilha coberta com filme plástico preto com
1,5 mm de espessura. O filme plástico foi utilizado visando promover o aquecimento da
camada superficial das pilhas por meio da absorção de calor da radiação solar, e também
mantere a umidade no interior das pilhas, evitando a evaporação excessiva de água. Além
disso, o filme auxilia na conservação de parte do calor gerado no processo de decomposição
do material, durante a fase termófila. A umidade das pilhas foi monitorada durante todo o
período de compostagem e mantida entre 50 e 60 %. A temperatura média foi determinada,
diariamente, com um termômetro digital inserindo-se a sonda a 50 cm da superfície da pilha,
nove vezes para cada tratamento.
Foram determinadas as características da qualidade sanitária do lodo, no dia zero, e do
composto de cada tratamento, após a fase termófila (dia 46). Para identificação, quantificação
e recuperação dos ovos de helmintos do lodo foi empregado o método de Meyer et al. (1978).
Após a fase termófila, foram coletadas quatro amostras compostas em cada pilha e
determinadas às características de valor agronômico (Matéria orgânica - MO, C, N, C/N, pH,
P, K, Ca e Mg) e concentrações de metais (Cd, Pb, Zn, Cu, Fe e Mn). Os métodos de análises
utilizados foram os analíticos e os padrões oficiais, para análise de fertilizantes, corretivos e
inoculantes da EMBRAPA (1999)
Os dados gerados nos ensaios de compostagem tiveram suas médias comparadas pelo teste
Tukey (p ≤ 0,05). O delineamento foi inteiramente casualizado e utilizou-se o programa
estatístico SAEG (Sistema de Análises Estatísticas e Genéticas) da Universidade Federal de
Viçosa (RIBEIRO JÚNIOR, 2001).
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80
3.3 - Resultados e discussão
A determinação das proporções de combinações foi efetuada tomando por base a relação C/N
da mistura final, calculada em 29,38, nível considerado ótimo por Fernandes et al.(1999). As
características dos resíduos utilizados antes de serem compostados são apresentadas na Tabela
3.1.
Tabela 3.1 - Características individuais dos resíduos para composição da mistura a ser
compostada
C
N
Resíduo
Sólidos
totais (%)
U (%)
(%) em relação aos
sólidos totais
C/N
pH
Folhas secas
90,4
9,6
53,33
0,57
93,56
6,4
Lodo de esgoto
31,3
68,7
16,30
1,80
3,50
6,5
A média da contagem e viabilidade de ovos de helmintos, nas três amostras compostas obtidas
no leito após 15 dias de secagem, foi de 186 ovos/ g. ST.
Após o estádio termófilo (dia 46), os tratamentos T1, T2 e T3 alcançaram, respectivamente,
de 0,12 ovo/ g.ST, 0,03 ovo/ g.ST e 0,21 ovo/ g.ST de ovos viáveis de helmintos. O
tratamento que apresentou a melhor redução de ovos viáveis foi o T2. No entanto, os
tratamentos T1 e T2 apresentam valores de ovos viáveis de helmintos inferiores aos
estabelecidos pela resolução nº 375/2006 do CONAMA para uso agrícola do lodo classe A,
que é de 0,25 ovo viáveis por g.ST, para utilização agrícola. Segundo Tchoubanoglous et al.
(1993), os ovos de Ascaris lumbricoides são inativados em menos de uma hora, em
temperaturas superiores a 50ºC. A principal causa da redução na viabilidade de patógenos
após a fase termófila é devida à inativação térmica.
A temperatura inicial de cada tratamento foram, respectivamente, para os tratamentos T1, T2,
e T3, de 28,1 ºC, 29,0 ºC e 30ºC. Todos os tratamentos levaram menos de 24 horas para
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81
passar pela fase mesófila e atingir a termófila, nela permanecendo por um período de 45 dias,
quando as temperaturas começaram a cair, voltando à fase mesófila. A faixa de temperatura
segundo Fernandes, et al. (1999) para crescimento microrganismos mesófilos fica entre 25ºC
e 43ºC.
Com o início da fase termófila, ocorreram temperaturas superiores a 55º C na massa do
composto dos tratamentos, durante 10 dias. As temperaturas médias durante a fase termófila
foram, respectivamente, para os tratamentos T1, T2, e T3, de 56,23 ºC, 56,77 ºC e 54,19 ºC. O
processo de pilha estática aerada naturalmente, coberta com filme plástico preto de 1,5 mm,
permitiu um melhor controle da temperatura e, conseqüentemente, a fase ativa foi acelerada.
A manutenção de temperaturas termofílicas (45-65 ºC) controladas, na fase de degradação
ativa, é um dos requisitos básicos, uma vez que somente por meio desse controle é que se
pode conseguir o aumento da eficiência do processo, ou seja, o aumento da velocidade de
degradação e a eliminação dos microrganismos patogênicos. Pereira Neto (1996) comenta que
o valor médio ideal da temperatura nos processos de compostagem é de 55 ºC e que
temperaturas superiores a 65 ºC devem ser evitadas, por causarem a eliminação dos
microrganismos mineralizadores responsáveis pela degradação dos resíduos orgânicos.
As temperaturas médias e máximas registradas nas pilhas, pela ação do filme plástico, foram
semelhantes sob os diferentes tipos de mistura. As temperaturas alcançadas durante o
processo são letais, nas camadas superficiais, aos patógenos. Essas condições térmicas foram
determinantes para a inativação dos ovos de helmintos. Pelos resultados apresentados na
inativação de ovos de helmintos, a técnica de compostagem em pilhas com o dispositivo do
“T” invertido para aeração da biomassa fica classificada como processo de redução
significativo de patógenos (CONAMA, 2006). A norma brasileira estabelece que a biomassa
atinja uma temperatura mínima de 40°C, durante pelo menos cinco dias, com a ocorrência de
um pico de 55ºC, ao longo de quatro horas sucessivas durante este período;
Na Figura 3.1 observa-se a evolução da temperatura na compostagem dos diferentes
tratamentos.
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82
Figura 3.1 - Variação de temperatura durante o processo nos tratamentos T1, T2 e T3.
Pode-se observar que o sistema com aeração, independentemente da mistura utilizada,
estabilizou-se rapidamente. Essa estabilização pode ser observada pelos valores médios de
temperatura, próximos à ambiente, indicativo de que o processo entra em estabilização (Kiehl,
1985).
A concentração de nutrientes no composto dependerá da composição química dos resíduos
utilizados. Os resultados apresentados na Tabela 3.2 mostram que o T3 apresentou a maior
concentração de matéria orgânica (19,3%), o T2 a menor concentração (18,3%) e T1 18,80%
em relação aos sólidos totais, seguindo-se tendência de decréscimo na concentração de
matéria orgânica, com a diminuição da proporção folhas/ lodo de esgoto, nos substratos. Pelos
dados apresentados, verifica-se que os tratamentos diferiram entre si (P > 0,05), pelo teste de
Tukey.
A maior concentração de nitrogênio foi encontrada em T3 (1,74 % em relação ao % de sólidos
totais), quando foi utilizada a maior proporção de lodo de esgoto. Segundo Fernandes et al.
(1999) a bioxidação aeróbia exotérmica de um substrato orgânico heterogêneo é caracterizada
pela produção de CO
2
, e conseqüente à perda de carbono, implicam em diminuição da
relação C/N e concentração de elementos minerais. O teor de nitrogênio de todas as misturas
0
10
20
30
40
50
60
70
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Tempo (dias)
Temperatura (ºC)
T 1 T 2 T 3 T média do ambiente
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83
convergiu para 1,42 – 1,74 %, valores superiores ao fixado pela legislação brasileira para
fertilizantes orgânicos (1%).
Pelos valores de fósforo apresentados (Tabela 3.2), verifica-se que não houve diferença
significativa (P > 0,05) entre os tratamentos. Os teores de fósforo das misturas com maior
concentração de lodo são superiores ao composto obtido no tratamento 2, com maior
percentual de resíduos de folhas secas, acontecendo o inverso para o potássio, cuja
concentração de lodo é menor. Os tratamentos na T1 e T3 ,com menor proporção de material
carbonáceo, não diferiam entre si (P > 0,05) e apresentaram menor concentração de potássio
em relação ao tratamento T2
.
Os lodos anaeróbios apresentam teores médios de fósforo e
baixos de potássio (ANDREOLI et al.,1999).
Nos substratos, as concentrações de cálcio apresentaram diferença significativa entre os
tratamentos (P > 0,05). Entretanto, não houve diferença entre os valores das concentrações de
magnésio nos substratos produzidos com os tratamentos. O cálcio e o magnésio são
chamados de macronutrientes secundários. Os teores de cálcio e magnésio são suficientes para
suprir as necessidades da maioria das culturas quando o composto é aplicado com base na
taxa de nitrogênio (ANDREOLI et al.,1999).
Com base nos resultados (Tabela 3.2), verifica-se que os teores médios de macronutrientes
estão dentro dos limites encontrados em alguns outros lodos de esgoto caracterizados em
outras estações de tratamento no Brasil, citados por Faustino et al. (2004).
Tabela 3.2 - Valores médios das concentrações de macronutrientes, matéria orgânica,
carbono orgânico e relação C/N nos substratos (dia 46) dos respectivos tratamentos
MO C N C/N P K Ca Mg
Trat
% sólidos totais g.kg
-1
(sólidos totais)
T1 18,80b 10,90b 1,64b 6,64b 1,67a 6,28b 6,15b 11,30a
T2 18,30c 10,61c 1,42c 7,47a 1,58a 6,93a 6,11c 11,30a
T3 19,30a 11,19 a 1,74a 6,43b 1,67a 6,10b 6,17a 12,30a
Médias seguidas da mesma letra, nas colunas, não diferem estatisticamente, entre si, pelo teste
de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade.
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84
O lodo gerado em estações de tratamento de esgotos que recebem apenas efluentes
domésticos contém pouca quantidade de metais (FERNANDES et al., 1999). Os valores de
metais pesados e/ ou micronutrientes das 3 (três) amostras compostas de cada tratamento,
obtidas após 46 dias de compostagem, são apresentados na Tabela 3.
Tabela 3.3 − Valores médios das concentrações de micronutrientes e/ ou metal pesado, aos
46 dias de compostagem dos respectivos tratamentos
Cd Pb Zn Cu Fe Mn Trat
mg.kg
-1
(sólidos totais)
T1 1,14 127,14 185,60 64,60 11500,14 126,49
T2 2,05 155,06 174,52 31,57 10122,56 120,91
T3 0,55 96,03 192,45 65,62 11100,90 125,25
Pelos dados apresentados na Tabela 3.3 verifica-se que as concentrações de micronutrientes
e/ou metais pesados do lodo e do composto, nos respectivos tratamentos estão abaixo das
concentrações limites permitidas pela Resolução do CONAMA nº 375/2006.
Conforme estão apresentados na Tabela 3.4, no dia 46 (quarenta e seis) após o início do
processo de compostagem os valores de pH apresentados se encontravam próximos à
neutralidade.
Tabela 3.4 − Valores do pH em diferentes estádios, nos
substratos submetidos aos diferentes tratamentos
pH nos diferentes estádios Tratamento
A B
T1 6,3 5,9
T2 6,4 6,0
T3 6,5 6,2
Estádio A = Início da compostagem (dia zero)
Estádio B = Término da fase termófila (dia 46)
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85
De acordo com Fernandes e Souza (2001), valores de pH muito baixos ou muito altos podem
reduzir ou até mesmo inibir a atividade dos microorganismos. Em misturas próximas à
neutralidade, a tendência é que ocorra uma queda sensível do pH inicial, variando de 5,5 a
6,0, devido à produção de ácidos orgânicos.
Durante o processo, não houve variações bruscas na temperatura do composto, em relação ao
clima. Segundo Carvalho (2001), o clima não é significativo para a compostagem, nas regiões
tropicais.
O processo de compostagem em pilha estática, com aeração natural, apresenta como
vantagens, em relação ao processo usual de compostagem: não necessitar de revolvimento, a
cada três dias, na fase de bioestabilização; redução de mão-de-obra; menor risco de exposição
dos trabalhadores; utilização de menor área de pátio de compostagem e diminuição do tempo
de compostagem.
A coleta de material carbonáceo (folhas secas) oriundo da varrição nas áreas urbanas
associada ao lodo de esgoto doméstico, produzido nas ETE’s é uma ferramenta a ser utilizada
pelas prefeituras e empresas de saneamento na higienização do lodo e produção de substratos
para produção de mudas na arborização urbana e recuperação de áreas degradadas das
cidades. Segundo Faustino (2005), o uso de lodo de esgoto higienizado como componente de
substratos para produção de mudas pode ser uma alternativa viável para sua disposição final.
A compostagem em pilha estática com aeração natural mostra-se uma tecnologia alternativa
de higienização eficiente; contudo, faz-se necessário estabelecer regulamentação deste
processo de redução adicional de patógenos, pelo órgão estadual de meio ambiente para uso
agrícola do lodo, conforme esta prevista no anexo I da resolução 375/ 2006 do CONAMA.
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86
3.4 – Conclusões
A técnica de compostagem com o dispositivo do “T” invertido para aeração e cobertura de
filme plástico preto, constitui uma tecnologia alternativa para a higienização do lodo
anaeróbio produzido na ETE Mangueira, dando origem a um material sanitariamente seguro
para utilização agrícola de lodo classe A, com valores abaixo de 0,25 ovo viável por g.ST do
exigido pela resolução nº 375/2006 do CONAMA, ficando classificada como processo de
redução significativo de patógenos, segundo essa norma.
O tratamento 2: 1 volume de lodo/ 2 volumes de folhas secas apresentou um melhor
desempenho para a inviabilização de ovos de helmintos.
O composto obtido a partir da compostagem da parcela orgânica do lodo de esgoto, associado
ao material carbonáceo (folhas secas) estruturante, pode ser usado com sucesso como
condicionador de solo, além constituir uma fonte de macro e micronutrientes para as plantas
em geral.
A utilização de volume crescente lodo possibilitou a produção de um composto mais rico em
matéria orgânica e nutrientes.
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87
3.5 - Literatura citada
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas -. NBR 10007: Amostragem de resíduos.
Rio de Janeiro, 1987.
ANDREOLI, C.V.; LARA, A. I.; ILHENFELD, R.G. K. Uso e manejo do lodo de esgoto na
agricultura. Rio de Janeiro: SANEPAR/PROSAB/FINEP, 1999. 97p.
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FERNANDES, F. Higienização do lodo de esgoto. In: Andreoli, C. V. (Coord.). Resíduos
sólidos do saneamento: processamento, reciclagem e disposição final. PROSAB, Rio de
Janeiro: PROSAB, 2001. p. 87-117.
CARVALHO, P.C.T. Compostagem. In: TSUTIYA, M. T.; COMPARINI, J. B.;
SOBRINHO, P. A.; HESPANHOL, I.; CARVALHO, P. C. DE; MELFI, J. A.; MELO,W.
J.DE; MARQUES, M. O. (Eds). Biossólidos na agricultura. São Paulo: SABESP, USP,
ESALQ, UNESP, 2001. p.133-180.
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 375 de 29 de agosto de
2006. Define critérios e procedimentos, para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em
estações de tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados, e dá outras providências.
Brasília, 2006.
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de análises químicas
de solos, plantas e fertilizantes. Embrapa solos, Brasília, 1999. 370 p.
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Preparo de composto orgânico
na pequena propriedade rural. Embrapa Semi-árido, Petrolina, 2001. 4p.
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EPA. Environmental Protection Agency. Environmental Regulations and Technology -
Control of Pathogens and Vector Attraction in Sewage Sludge (Including Domestic
Septage). Under 40 CFR Part 503. Appendix I -Test Method for Detecting, Enumerating, and
Determining the Viability of Ascaris Ova in Sludge, p. 166, EPA/625/R-92/013, 2003.
www.epa.gov/ORD/NRMRL/pubs. Acesso em: novembro de 2005.
FAUSTINO, R.; KATO, M. T.; SANTOS, M. L. F. Qualidade agronômica em
macronutrientes do lodo de esgoto produzido na ETE Mangueira em Recife-PE. In:
Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental, 4., 2004, Porto Alegre. Anais... Porto
Alegre: ABES-RS, 2004. CD Rom.
FAUSTINO, R.; KATO, M.T., FLORÊNCIO, L.; GAVAZZA, S. Lodo de esgoto como
substrato na produção de Senna siamea. Lam. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e
Ambiental, Campina Grande, v 9, (Suplemento), p.278-282, 2005.
FERNANDES F.; SOUZA, S. G. Estabilização de lodo de esgoto. In: Resíduos sólidos do
saneamento: processo, reciclagem e disposição final. Rio de Janeiro. 2001. p.29-55.
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KIEHL, E. J. Manual de compostagem: maturação e qualidade do composto, Piracicaba:
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PEREIRA NETO, J.T. Manual de compostagem: processo de baixo custo. Belo Horizonte:
UNICEF, 1996. 56 p.
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RIBEIRO JÚNIOR, J. I. Análises estatísticas no SAEG. Viçosa: UFV, 2001. 31p.
TCHOUBANOGLOUS, G. Integrated solid waste management – Engeneering principles
and management issues. New York: McGraw Hill, 1993.
THOMAZ-SOCCOL, V.; PAULINO, R. C.; CASTRO, E. A. Agentes patogênicos: helmintos
e protozoários. In: ANDREOLI, C. V.; FERNANDES, F.; LARA, I. A.(Orgs.). Reciclagem
de biossólidos: transformando problemas em soluções. Curitiba: SANEPAR/FINEP, 1999.
p.156-174.
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CAPÍTULO 4
SOLARIZAÇÃO APLICADA NA HIGIENIZAÇÃO DO LODO DE ESGOTO
DOMÉSTICO DA ETE MANGUEIRA
2
Resumo
Abstract
4.1 - Introdução
4.2 - Material e métodos
4.3 - Resultado e discussão
4.4 - Conclusões
4.5 - Recomendações
4.6 - Literatura citada
2
Trabalho a ser enviado para a Revista Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental
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91
Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da solarização no controle de
patógenos presentes em lodo de esgoto anaeróbio, proveniente da ETE Mangueira, na cidade
do Recife-PE. Os ovos de helmintos foram escolhidos como indicadores da qualidade
sanitária do lodo, por apresentarem elevada resistência a inúmeros fatores adversos do
ambiente. O processo utilizado foi à solarização, visando à criação do efeito estufa e
conseqüente aquecimento do lodo pelo uso da energia solar. O período da solarização foi de
35 dias e contou-se com três tratamentos e seis repetições: T1: filme plástico preto; T2; filme
plástico transparente e T3: Testemunha. A maior temperatura observada na massa do lodo foi
de 51,31º C, no tratamento T2. O tratamento filme plástico transparente apresentou os
melhores resultados para a inviabilização dos ovos de helmintos, alcançando uma redução de
98,53%, um valor abaixo do preconizado pelas normas brasileiras para uso agrícola do lodo
(0,25 ovo viával por g.ST).
Palavras-chave: Solarização, lodo de esgoto, ovos de helminto, inativação
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92
Abstract: The objective of this work was to evaluate the effect of the solarization in the
control of present pathogens in anaerobic sewage sludge originated from Mangueira
Wastewater Treatment Plant (Recife, Pernambuco, Brazil). The helminth eggs were chosen as
indicators of the quality of sludge, for being highly resistant to several unfavorable
environmental conditions. Solarization was the chosen process, aiming at creating a
greenhouse effect and consequently heating the sludge using solar energy. The solarization
period of the was 35 days and counted with three treatments and six repetitions thereof were
carried out: T: Black plastic film; T2; Transparent plastic film and T3: Control. The highest
temperature observed in the sludge mass, 51, 31ºC, with the treatment two. Transparent
plastic film was the best treatment to prevent the existing helminth eggs from thriving, and the
number was 0,22 egg/ g. ST, with value below the standard required in Brazil concerning the
use of sludge for agriculture purposes (0,25 viable egg/g.ST).
key words: Solarization, sewage sludge, helminth eggs, inactivation
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93
4.1- Introdução
O uso de reatores anaeróbios para tratamento de esgotos tem crescido no Brasil. Neste tipo de
reator a matéria orgânica presente nos esgotos é convertida a gases como CO
2
e CH
4
por meio
da ação de microrganismos, formam uma manta de lodo biológico. Quando esta manta atinge
determinada altura no interior do reator é necessário realizar descarte desse lodo. O lodo de
esgoto doméstico concentra naturalmente os nutrientes e é também fonte de matéria orgânica,
uma vez que é constituído basicamente por células microbianas. Desta forma, esse lodo
apresenta características que permitem que o mesmo seja utilizado para fins agrícolas.
No entanto, o lodo traz consigo organismos patogénos presentes nos esgotos, como bactérias,
vírus, ovos de helmintos e cistos de protozoários, causadores de doenças e que, se utilizado
sem o adequado tratamento, pode constituir significativa ameaça à saúde pública
(ANDREOLI et al., 2003).
No Brasil, muitas regiões apresentam problemas graves de saúde, o que pode fazer com que o
lodo de esgoto contenha elevados teores de organismos patógenos. Na medida em que se
amplia a cobertura dos sistemas de esgoto sanitário, cresce proporcionalmente a demanda por
tecnologias que assegurem a qualidade sanitária dos lodos gerados nas estações de tratamento,
para o seu uso agrícola.
Os processos mais econômicos de higienização de lodo baseiam-se na alteração dos
parâmetros que inviabilizam ou destroem os agentes patogênicos, como pH e temperatura. A
sanidade do lodo, caracterizada pela diminuição ou ausência de agentes patogênicos, atingida
por meio de mecanismos de higienização, seguros e de fácil aplicação prática (ANDREOLI et
al., 2001). Os ovos de helmintos, pela sua maior capacidade de sobrevivência, constituem o
indicador mais importante para a avaliação das condições sanitárias do lodo (WHO, 1990,
apud THOMAZ-SOCCOL; PAULINO E CASTRO, 1999). Quando os ovos de helmintos
forem eliminados, outros organismos patogênicos, as bactérias e os vírus, também estarão
controlados.
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94
A região Nordeste do Brasil apresenta valores da radiação solar diária e média anual
comparáveis às maiores regiões desérticas do mundo, bem dotadas de recurso solar; além
disso, as variações sazonais para o Nordeste são menores quando comparadas com regiões
desérticas (TIBA et al., 2000). Estas condições poderão resultar em importantes vantagens
técnicas e econômicas para uso da solarização como técnica de higienização do lodo. De
acordo com Ghini (1997), o uso de filme plástico transparente para higienização de solos,
permite a passagem da radiação solar promovendo o efeito estufa, a passagem da radiação
solar, convertendo-se em energia calorífica, gerando vapores que podem alcançar 50º C de
temperatura suficientes para eliminar os principais microrganismos presentes no solo, como
bactérias, fungos, vírus e nematóides.
Assim, no presente trabalho foi avaliada a eficiência da técnica de solarização para promover
higienização de lodo de esgoto doméstico, visando produzir um lodo sanitariamente seguro
para uso agrícola. Os filmes plástico transparente e preto foram utilizados para promover
aumento da temperatura na massa de lodo.
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95
4.2 - Material e métodos
Os ensaios de solarização foram realizados em instalação experimental localizada na Estação
de Tratamento de Esgoto da Mangueira (8º 05' 41"latitude sul e 34º 55' 31" longitude oeste,
4,0 metros acima do nível do mar), na cidade do Recife, Estado de Pernambuco. O lodo
formado nessa ETE decorre do tratamento anaeróbio (reator UASB) de esgotos tipicamente
domésticos. A ETE trata os esgotos de uma comunidade de baixa renda e utiliza reatores do
tipo UASB como unidade para remoção de matéria orgânica.
Foi feito um descarte de lodo do reator UASB em leito de secagem. Após 15 dias de secagem
do lodo no leito, este foi coletado para uso no processo solarização nos três ensaios. Foram
coletadas 20 amostras simples que formaram 3 amostras compostas do lodo. Os
procedimentos de coleta foram efetuados segundo a norma NBR 10007, sobre amostragem de
resíduos (ABNT, 1987) e as normas da agência ambiental americana EPA (2003).
Para o uso do método da solarização para higienização do lodo, utilizou-se uma superfície de
72 m
2
de piso de concreto (pátio de solarização), pintado com tinta látex de coloração preta,
construído na ETE Mangueira. A pintura preta no piso teve como objetivo aumentar a
absorção de calor e, conseqüentemente, a temperatura para higienização do lodo.
O primeiro ensaio contou com um período de avaliação de 35 dias, de 20 de abril a 25 de
maio de 2005. O lodo foi coletado no leito de secagem e disposto em 18 caixas de madeira de
1,0 m x 1,0 m, colocadas sobre o piso. Cada caixa de madeira foi preenchida com uma
camada de lodo de 10 cm, totalizando um volume de 0,10 m
3
, por caixa.
O delineamento experimental do primeiro ensaio foi inteiramente casualizado, com três
tratamentos e seis repetições. No primeiro tratamento (T1), testemunha, sem cobertura
plástica. O T2, filme plástico transparente de 0,30 mm de espessura e T3, filme plástico
transparente preto de 0,15 mm de espessura, ambos de polietileno de baixa densidade foram
utilizados para cobrir as caixas de madeira contendo lodo.
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96
No 15º e 35º dia após o início da solarização foram realizadas as coletas de amostras de lodo,
uma amostra composta por caixa, para contagem e viabilidade de ovos de helmintos, A
temperatura da massa do lodo nas caixas foi medida, 5 vezes por semana, sempre às 14 horas,
hora de máxima insolação.
Para determinação do número e viabilidade de ovos de helmintos do lodo foi empregado o
método da Meyer et al (1978). Os dados climatológicos locais, como precipitação (mm),
umidade relativa do ar (%), temperatura (ºC) e radiação solar (MJ/m². dia) foram
acompanhados a partir dos boletins diários do INPE (2005).
O esquema de análise de variância seguiu o delineamento inteiramente casualizado. Para as
variáveis com F significativo, procedeu-se ao teste de Tukey, a 5 % de probabilidade para a
comparação das médias dos tratamentos, utilizando-se o Programa estatístico SAEG (Sistema
de Análises Estatísticas e Genéticas) da Universidade Federal de Viçosa (RIBEIRO JÚNIOR,
2001).
Com base no resultado do melhor tratamento do primeiro ensaio (filme plástico transparente)
foram realizados dois outros ensaios, em períodos distintos (chuvoso e seco). Em 21 de junho
a 30 de agosto de 2005 (período chuvoso) e de 28 de setembro a 05 de novembro de 2005
(período seco). Nesses ensaios, a massa de lodo com 10 cm de espessura, foi espalhada sobre
o piso de concreto, de coloração e coberta, com o filme plástico transparente de polietileno de
baixa densidade (0,30 mm). Foram coletadas 25 amostras simples, que formaram 4 amostras
compostas para as análises de contagem e viabilidade de ovos de helmintos, nos dias 0 (zero),
15º e 35º. Nestes ensaios foram avaliadas as temperaturas, 5 vezes por semana, sempre às 14
horas, em 25 pontos distintos da massa do lodo sobre o piso e acompanhados os dados
climatológicos.
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97
4.3 - Resultados e discussão
No primeiro ensaio, a análise de viabilidade do lodo (dia zero) apresentou o valor médio de
152,40 ovos viáveis por grama de sólidos totais. A umidade do lodo para a solarização foi de
68,7%, em relação aos sólidos totais. Ao serem comparados os valores relativos ao número de
helmintos viáveis dos diferentes tratamentos, durante o período, foram verificadas diferenças
entre eles (P < 0,05), pelo teste de Tukey (Tabela 4.1). O tratamento 2, filme plástico
transparente, apresentou o melhor resultado, 0,22 ovo viável por g de ST ao final de 35 dias,
um valor ligeiramente abaixo do preconizado para uso agrícola do lodo, classe A, que é de
0,25 ovo viável por g de ST.
Tabela 4.1 - Efeito da solarização na viabilidade de
ovos de helmintos no período, em número de ovos
viáveis (ovos/g.ST).
Período (dias) Tratamentos
15 35
T1
T2
T3
11,01 a
3,49 c
5,73 b
4,37 b
0,22 c
1,81 b
Médias seguidas da mesma letra, nas colunas, não diferem
estatisticamente, entre si, pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de
probabilidade.
No processo de solarização, os fatores ambientais, como temperatura, precipitação e radiação
solar, são imprescindíveis para a avaliação da eficiência na inviabilização dos ovos de
helmintos presentes no lodo. A Tabela 4.2 mostra os valores para os fatores mencionados,
durante o período de avaliação.
Tabela 4.2 - Temperatura nos tratamentos e parâmetros climáticos
T1 T2 T3 Piso Pluviometria
Radiação
solar Tmax Tmin UR
Parâmetros
Temperatura em ºC mm MJ/m². dia ºC ºC %
Média 33,33 40,63 36,24 34,96 135,12 6,13 31,4 23,34 78,25
Mínimo 27,88 32,65 27,9 29,5 0 2,8 27 21,5 64
Máximo 38,61 51,31 42,56 49,5 440 9 33,5 26 100
Desvio padrão 3,01 4,6 3,54 4,62 142,22 1,99 1,71 1,15 14,04
Tmáx - Temperatura máxima; Tmím - Temperatura mínima, UR - Umidade relativa
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98
Analisando os dados da Tabela 4.2, observa-se que, no tratamento 1 (Testemunha), a
temperatura máxima alcançada na massa de lodo foi de 38,61ºC. Já para o T3, a temperatura
máxima na massa de lodo ultrapassou os 40ºC. A temperatura máxima da massa de lodo para
o T2 alcançou 51,31ºC. A temperatura ambiente média no período de estudo foi de 27,37 °C
(mínima de 23,34 e máxima de 31,4 °C), as temperaturas mínima e máxima ambiente para o
período foram, respectivamente, mínima média 21,5 °C, e máxima média 33,5 °C. A radiação
média solar acumulada foi 6,13 MJ/m². dia e a umidade relativa 78,25%.
No período em que foi desenvolvido o primeiro ensaio, início da estação chuvosa, a
temperatura no piso não ultrapassou o valor de 49,5 °C (Figura 4.1). Por sua vez, o lodo
condicionado nas caixas do tratamento 2 atingiu a temperatura máxima de 51,31 °C. A
temperatura superiores a 50 °C por um período maior que 60 minutos é usada como
referência, conforme Tchoubanoglous (1993), como temperatura letal, para Ascaris
lumbricoides, Taenia saginata e inclusive E. coli.
0
10
20
30
40
50
60
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Dias
Temperatura (ºC)
T1 T2 T3 Tm piso Tmáx amb
Figura 4.1 – Temperatura média dos tratamentos, máxima do piso e ambiente no período do
primeiro ensaio.
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99
A variação da temperatura, por vários dias, e a intensidade de radiação solar no período,
atuaram como fator determinante na redução e inviabilização dos ovos de helmintos. Quanto
maior a variabilidade dos valores de temperatura, maior o “stress” sofrido pelos
microrganismos.
A umidade do lodo foi de 68,7 % em relação aos sólidos totais. A umidade, juntamente com a
incidência solar e a temperatura, constituem importantes fatores limitantes ao
desenvolvimento fisiológico do microrganismo. O teor de água do meio pode modificar os
efeitos da temperatura sobre os organismos. O que ocorre, nesse caso, é a inviabilização, pelo
aumento da temperatura, da água que conduz o calor. Rey (1991) menciona que, dentre os
agentes físicos mais importantes como fatores limitantes para a sobrevivência dos helmintos
destaca-se a temperatura, a luz, o oxigênio e a água ou a umidade. A ação da temperatura é
eficaz contra os helmintos. O aumento da temperatura faz com que as enzimas,
principalmente a albumina, presente na constituição do microrganismo, diminua ou perca
totalmente sua capacidade funcional, sendo sua estrutura totalmente modificada pelo efeito
térmico (WHARTON, 1979).
Segundo ensaio - período chuvoso
No período ocorreram chuvas intermitentes no Recife, desta forma a temperatura no piso não
ultrapassou o valor de 47 °C; por sua vez, a camada de lodo com 0,10 m de espessura,
acondicionado com plástico transparente, alcançou a temperatura máxima de 45,9 ºC como
mostra a Tabela 4.3.
Tabela 4.3- Temperatura do lodo, piso e parâmetros climáticos no período chuvoso
Temp Lodo
Temp Piso
Pluviom
Radiação
Solar acm Tmax Tmin Umrel
Parâmetros
ºC ºC mm MJ/m². dia ºC ºC %
Média
31,6 26,6
174,79 6,19 29,3 21,76 74,45
Mínimo
38,1 37,7
8,75 2,6 26 19,5 4
Máximo
45,9 47,0
427,25 8,2 31 23,5 100
Desvio padrão
3,52 4,77
126,25 1,76 0,99 1,01 30,27
A umidade do lodo para a solarização foi de 59,8% em relação aos sólidos totais. A análise de
viabilidade do dia “0” apresentou uma média de 188,89 ovos viáveis, por grama de sólidos
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100
totais. No 15º e 35º dias, a análise de viabilidade apresentou uma média de 69,25 e 18,65 ovos
por grama de ST respectivamente.
Com base nos dados climatológicos do Recife, o teste foi realizado durante o período de
menor radiação solar (TIBA et al., 2000), temperaturas mais amenas, intensa precipitação e
umidade relativa alta. Verifica-se que os fatores climáticos nesta Região são determinantes
para o processo de solarização.
Em relação à temperatura do lodo para o processo de higienização, pode-se considerar que os
ovos mostram-se mais resistentes a temperaturas inferiores a 50ºC, entretanto, houve uma
redução no número de ovos viáveis de helmintos, no decorrer do tempo, ocasionada pela
variação da temperatura, que determina uma ação estressante sobre os microorganismos
contidos no lodo. A concentração de ovos viáveis ao 35º dia ficou acima do limite para uso
agrícola do lodo classe B (CONAMA, 2006).
Terceiro ensaio - período seco
Com base nos dados de eficiência de desinfestação, percebe-se que os resultados foram bem
satisfatórios, numa situação totalmente contrária ao ensaio anterior, devido à ação do efeito
estufa, proporcionado pelo filme plástico transparente, incrementado pelas condições
climáticas favoráveis (temperatura, radiação solar e pluviosidade) para o período, conforme
dados climatológicos do Recife. Conforme a Tabela 4.4, as condições climáticas
determinaram o aumento da temperatura na massa do lodo, alcançando um máximo de 55,3
ºC e chegando a 52,7 °C no piso de solarização.
Tabela 4.4 - Temperatura do lodo, piso e parâmetros climáticos no período seco.
Temp Lodo
Temp Piso
Pluviom
Radiação
Solar acm Tmáx Tmín Umrel
Parâmetros
ºC ºC mm MJ/m². dia ºC ºC %
Média
41,3 38,6
30,99 9,03 30,58 23,62 66,34
Mínimo
48,73 46,7
0 6,1 29,5 20 52
Máximo
55,3 52,7
47,25 10,4 33,5 25 96
Desvio padrão
8,04 8,28
18,36 1,02 0,70 1,2 7,5
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101
A umidade do lodo para a solarização foi de 61,32% em relação aos sólidos totais. A análise
de viabilidade do dia “0” apresentou uma média de 142,18 ovos viáveis por grama de sólidos
totais. Quanto ao número total de ovos, é possível perceber uma tendência de decréscimo,
notável após o 15º dia de solarização, 28,89 de ovos viáveis por grama de sólidos totais. Este
ensaio foi superior na higienização do lodo, alcançando uma redução de 96,41% no 35º dia;
porém, o nível de redução no número de ovos de helmintos viáveis (0,28 ovo/g.ST) não foi
suficiente para garantir qualidade sanitária classe A do lodo, conforme esta previsto na
resolução nº 375/2006 do CONAMA, que preconizam o valor de até 0,25 ovo de helmintos
viável g de ST de lodo. Devido a este resultado, o teste foi mantido durante mais 5 dias e
novamente avaliado, não sendo detectado qualquer ovo viável no lodo com 40 dias de
solarização. Vale salientar que, mesmo uma contagem "zero" não garante que o lodo esteja
completamente livre dos ovos de helmintos, tendo em vista que nenhuma das metodologias de
enumeração garante um percentual de recuperação de 100% dos ovos eventualmente
presentes nas amostras processadas. Outro fator a ser considerado é que, na contagem e
viabilidade, se referem à própria coleta de amostras, pois a distribuição dos ovos torna-se
muito heterogênea (ANDREOLI et al, 2003).
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102
4.4 - Conclusões
O tratamento com plástico transparente apresentou um melhor desempenho para a
inviabilização de ovos de helmintos.
A solarização apresentou eficiência para inviabilização dos ovos de helmintos presentes no
lodo de esgoto.
A solarização para as regiões de intensa radiação solar anual apresenta-se com um processo
alternativo de redução adicional de patógenos, necessário para a obtenção de lodos de esgoto
classe A.
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103
4.5 - Recomendações
Com base nos dados históricos do clima, recomenda-se utilizar o processo no período de
setembro a abril, para a Zona da Mata do Nordeste. No Agreste e Sertão do Nordeste, regiões
de intensa radiação solar, podem apresentar grande eficiência, atingindo temperaturas
suficientemente altas para a higienização do lodo possivelmente durante todo o ano.
A técnica de solarização não permite a perda de umidade do meio, pela própria concepção do
sistema hidrotérmico. Após o período da solarização, de no mínimo 40 dias, recomenda-se à
retirada do filme plástico, para exposição do lodo, de modo a propiciar a evaporação e, assim,
diminuir a umidade do meio, permitindo uma redução significativa do volume inicial, em dias
em que não ocorram chuvas.
A solarização como tecnologia alternativa de higienização mostra-se eficiente para as
condições climáticas do Nordeste; contudo, esta eficiência dependerá de uma série de fatores
e especificidades locais.
Faz-se necessário estabelecer regulamentação deste processo de higienização pelo órgão
estadual de meio ambiente para uso agrícola do lodo, conforme esta prevista no anexo I da
resolução 375/ 2006 do CONAMA.
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104
4.6 - Literatura citada
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10007: Amostragem de resíduos.
Rio de Janeiro, 1987.
ANDREOLI, C. V; FERREIRA, A.C.; CHERNICHARO C. A. Secagem e higienização de
lodos com aproveitamento do biogás. In: CASSINI, S.T. (Coord.). Digestão de resíduos
sólidos orgânicos e aproveitamento do biogás. Rio de Janeiro: PROSAB, RIMA ABES, 2003.
p. 122-165.
ANDREOLI, C. V.; FERREIRA, A. C.; CHERUBINI, C.; TELES, C. R.; CARNEIRO, C.;
FERNANDES, F. Higienização do lodo de esgoto. In: ANDREOLI, C. V. (Coord.). Resíduos
sólidos do saneamento: processamento, reciclagem e disposição final. Rio de Janeiro:
PROSAB, RIMA, ABES, 2001. p. 87-117.
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 375 de 29 de agosto de
2006. Define critérios e procedimentos, para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em
estações de tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados, e dá outras providências.
Brasília, 2006.
EPA. Environmental Protection Agency. Environmental Regulations and Technology -
Control of Pathogens and Vector Attraction in Sewage Sludge (Including Domestic
Septage). Under 40 CFR Part 503. Appendix I -Test Method for Detecting, Enumerating, and
Determining the Viability of Ascaris Ova in Sludge, p. 166, EPA/625/R-92/013, 2003.
www.epa.gov/ORD/NRMRL/pubs. Acesso em: novembro de 2005.
GHINI, R. Desinfestação do solo com o uso de energia solar: Solarização e coletor solar.
Jaguariúna: Embrapa-CNPMA, 1997. 29 p.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS - INPE. http://satelite.cptec.inpe.br/
htmldocs/pcd/nordeste >Acesso: 20 de abril a 25 de maio de 2005.
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105
MEYER, K. B.; MILLER, K. D.; KANESHIRO, E .S. Recovery of ascaris eggs from sludge.
The Journal of Parasitology, v. 64, n. 2, p. 380-383, Apr. 1978.
REY, Parasitos e doenças parasitárias do homem nas Américas e na África. 2. ed. Rio de
Janeiro : Guanabara Koogan, 1991. 731p.
RIBEIRO JÚNIOR, J. I. Análises estatísticas no SAEG. Viçosa: UFV, 2001. 31p.
TCHOUANOGLOUS, G. Integrated solid waste management – engineering principles
and management issues. New York: McGraw Hill, 1993.
THOMAZ-SOCCOL, V.; PAULINO, R. C.; CASTRO, E. A. Agentes patogênicos: helmintos
e protozoários. In: ANDREOLI, C. V.; FERNANDES, F.; LARA, I. A.(Orgs.). Reciclagem
de biossólidos: transformando problemas em soluções. Curitiba: SANEPAR/FINEP, 1999.
p.156-174.
TIBA, C. et al.(Coords.).Atlas solarimétrico do Brasil. Bancos de dados terrestes. Recife:
UFPE, 2000. 111p.
WHARTON, D. A Ascaris sp: Water loss during desiccation of embryonating eggs.
Experimental Parasitology, New York, v. 48, p. 398-406, dec.1979.
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CAPÍTULO 5
LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO COMO SUBSTRATO NO CULTIVO DE
MUDAS DE Senna siamea Lam
3
Resumo
Abstract
5.1 - Introdução
5.2 - Material e métodos
5.3 - Resultado e discussão
5.4 - Conclusões
5.5 - Literatura citada
3
Artigo publicado na Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.9, (Suplemento), p.278-282, 2005
Campina Grande, PB, DEAg/UFCG - http://www.agriambi.com.br
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107
Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade do uso de lodo de esgoto
como componente do substrato para produção de mudas de Senna siamea Lam.
Testaram-se as seguintes proporções de lodo com solo: 0% (T1), 25% (T2), 50% (T3),
75% (T4) e uma mistura de 25% de lodo com 25% de pó de coco (T5). No experimento,
utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, com 5 tratamentos e 5 repetições,
totalizando 25 parcelas, com 16 mudas por parcela. O lodo foi previamente higienizado
por solarização. Avaliou-se a matéria seca das mudas e foram efetuadas análises
químicas dos substratos, três meses após a semeadura. Dentre os tratamentos nos quais
foi empregado lodo, a concentração de T5 foi a que apresentou o melhor
desenvolvimento das mudas, seguida daqueles com 75% (T4) e 50% (T3) de lodo.
Todos os tratamentos apresentaram desenvolvimento superior ao da testemunha (T1).
Conclui-se, então, que o uso do lodo de esgoto para produção de mudas é viável e
promissor.
Palavras-chave: biossólido, fertilizante, biomassa
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108
Abstract: The objective of this study was to evaluate the feasibility of using the sewage
sludge as substrate component for seedlings production of Senna siamea Lam. Different
proportions of sewage sludge were used: 0% (T1), 25% (T2), 50% (T3), 75% (T4) and a
mixture of 25% of sludge, 25% of coconut powder (T5). For the experiment, a
completely randomized casual model was employed, with 5 treatments and 5
repetitions, totaling 25 units with 16 seedlings per unit. The sludge was disinfected by
solarization one month before sowing. The dry matter content in the aerial portion of the
seedlings was assessed, and chemical analyses of the substrates were performed three
months after sowing. Among the treatments using sludge, the plants that grew best were
those treated with the T5 sludge concentration, followed by T4 (75%) and T3 (50%)
concentrations. All seedlings treated with sludge developed better than the control plant.
The conclusion is that use of sewage sludge for seedlings is feasible and promising.
Key words: biossolid, fertilizer, biomass
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109
5.1 – Introdução
O lodo de esgoto é o produto obtido do tratamento de águas residuárias, com a
finalidade de recuperar a sua qualidade, de modo a permitir o seu retorno ao ambiente,
sem causar poluição. De acordo com o volume de águas residuárias tratadas nas
Estações de Tratamento de Esgoto, grande quantidade de lodo pode se acumular em
seus pátios, tornando a sua disposição final um importante problema ambiental
(CASSINI et al., 2003). Existem várias formas de disposição deste biossólido no
ambiente, como incineração, disposição oceânica, reúso industrial e disposição em
aterros sanitários (SILVA et al., 2000); contudo, a utilização agrícola se tem mostrado
uma alternativa bastante viável, tendo em vista o potencial fertilizante e condicionador
das propriedades físicas e químicas do solo, apresentado por este resíduo orgânico
(TRIGUEIRO E GUERRINI, 2003).
A urbanização é um fenômeno irreversível em todo o mundo. Entretanto, este fenômeno
tem sido caracterizado por uma ocupação caótica dos espaços urbanos, acompanhada de
pobreza; situação que é agravada pela ausência de infra-estrutura urbana, como água e
esgoto. A cidade, ao transformar o meio natural, modifica o equilíbrio ecológico
existente em seu território. A questão ambiental, como um todo, e a proteção ao
patrimônio natural, em particular, se situam no cerne desta problemática. As soluções
para este grave quadro se encontram muito mais nas ações intersetoriais traduzidas em
políticas públicas (DEMATTÊ, 2000).
Os substratos para a produção de mudas podem ser definidos como o meio adequado
para sua sustentação e retenção de água, oxigênio e nutrientes, além de oferecer pH
compatível e ausência de elementos químicos em níveis tóxicos. A fase sólida do
substrato deve ser constituída de partículas minerais e orgânicas (TRIGUEIRO E
GUERRINI, 2003). O estudo do arranjo percentual desses componentes é importante, já
que eles poderão ser fonte de nutrientes e atuarão diretamente no desenvolvimento das
mudas.
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110
A arborização exerce papel de vital importância para a qualidade de vida nos centros
urbanos. Por suas múltiplas funções, a árvore atua diretamente sobre o clima, a
qualidade do ar, o nível de ruídos e sobre a paisagem urbana, além de constituir refúgio
indispensável à fauna remanescente nas cidades (CEMIG, 1997).
Objetiva-se, com este trabalho, avaliar o efeito do lodo de esgoto da ETE Mangueira em
Recife, PE, para uso como fertilizante orgânico no rendimento de biomassa na produção
de mudas de Senna siamea Lam, uma das espécies exóticas mais utilizadas na
arborização de áreas verdes, praças e ruas da cidade do Recife.
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111
5.2 - Material e métodos
O experimento foi montado na Divisão de Sementeira do Departamento de Praças e
Áreas Verdes da EMLURB/Prefeitura da Cidade do Recife, situada no Sítio da
Trindade, no bairro de Casa Amarela, Recife, PE. O solo utilizado na produção de
mudas nesta sementeira, por ocasião do experimento, foi proveniente de material
retirado de uma zona de empréstimo, existente na região sudoeste da cidade. Esses
sedimentos são do Grupo Barreiros (Terciário), classificado como Latossolo Amarelo
Distrófico.
O lodo utilizado foi previamente higienizado pelo processo de solarização, durante 35
dias, a fim de promover uma prévia desinfeccção e desinfestação de patógenos. Após o
término do processo de higienização realizaram-se análises físico-químicas e
parasitológicas do lodo. Para as características de valor agronômico foram utilizados os
métodos analíticos e os padrões oficiais, para análise de fertilizantes, corretivos e
inoculantes do Ministério da Agricultura (1997) e os preconizados por Kiehl (1985).
Para a análise de metais pesados, Cd e Pb, aplicou-se a metodologia da EMBRAPA
(1999); para avaliar a qualidade sanitária foi usado o método de Meyer et al. (1978),
metodologia esta que identifica e quantifica ovos de helmintos em amostras de lodo.
Avaliaram-se, antes da mistura, os seguintes parâmetros, no lodo higienizado: teores dos
nutrientes N, P, K, Ca, Mg, Al, Fe, Zn, Cu, Mn e os metais pesados Cd e Pb no lodo,
antes do cultivo, além da determinação de pH e percentagem de matéria orgânica. Após
a composição dos tratamentos foram avaliados os seguintes parâmetros nos substratos,
antes do cultivo: P, K, Ca, Na, Ca+Mg,
Al, H+Al, além da determinação de pH e
matéria orgânica.
O delineamento experimental para verificação do crescimento das mudas Senna siamea
Lam. foi inteiramente casualizado, com 5 tratamentos e 5 repetições, conforme está
demonstrado na Tabela 5.1. As parcelas se compunham de 16 plantas úteis, perfazendo
um total de 400 plantas. Foi realizada semeadura direta em recipientes plásticos de
polietileno de coloração preta, nas dimensões 12,0 x 20,0 x 8,0 cm. Foram colocadas 4
sementes por recipiente e cobertas com uma fina camada de substrato peneirado. O
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112
desbaste foi realizado no momento em que as mudas atingiram cerca de 3 cm de altura,
deixando-se apenas uma planta por recipiente, a mais central e robusta.
Tabela 5.1. Composição dos tratamentos do
experimento
Tratamento
Composição
1
solo (sem adição de lodo)
2
25% de lodo
3
50% de lodo
4
75% de lodo
5
25% de lodo + 25% de pó de coco
As características seguintes foram avaliadas: altura total das mudas (cm); crescimento
em diâmetro (mm); peso da matéria seca da parte aérea (g) e peso da matéria seca do
sistema radicular (g).
Para se avaliar as variáreis relativas ao crescimento, após 90 dias de cultivo, foram
medidos a altura das plantas, distância entre o colo e o ápice das plantas, e, também, o
diâmetro do colo, utilizando-se um paquímetro. Foi feita a determinação da massa de
matéria seca da parte aérea e das raízes de todas as mudas, de acordo com a
metodologia de Benincasa (2003). Os dados de altura da planta, crescimento em
diâmetro, peso da matéria seca da parte aérea e peso da matéria seca do sistema
radicular foram submetidos à análise da variância (p ≤ 0,05) e as comparações de
médias foram feitas através do teste Tukey (p ≤ 0,05), utilizando-se o programa
estatístico SAEG (Sistema de Análises Estatísticas e Genéticas) da Universidade
Federal de Viçosa.
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113
5.3 - Resultados e discussão
Os ovos de helmintos, pela sua maior capacidade de sobrevivência, constituem o
indicador mais importante para a avaliação das condições sanitárias do lodo
(THOMAZ-SOCCOL; PAULINO; CASTRO, 1999). A contagem e o teste de
viabilidade para ovos de helmintos revelaram predominância dos ovos de helmintos do
gênero Ascaris sp. Analisando-se os resultados referentes à fase inicial, verifica-se que o
lodo bruto apresentou 67,5% de ovos viáveis, em relação ao número total de ovos antes
da solarização. O processo de higienização por solarização apresentou inviabilização
positiva dos ovos de helmintos presentes no lodo, após 35 dias de tratamento,
alcançando uma redução em torno de 98,12%, com valor abaixo do preconizado para
uso agrícola do lodo, que é de 0,25 ovos viáveis por g.ST (CHERUBINI et al., 2002).
Os indicadores físico-químicos de valor agronômico e os valores de metais pesados e/ou
micronutrientes da média de três amostras compostas obtidas no pátio de solarização,
são apresentados nas Tabelas 5.2 e 5.3.
Tabela 5.2. Caracterização do lodo higienizado em
umidade (%), matéria orgânica (%), relação C/N,
pH e macronutrientes (g.kg
-1
) em relação aos
sólidos totais
Os resultados apresentados na Tabela 5.2 indicam que o lodo contém teores de
macronutrientes que podem ser utilizados na composição dos substratos para produção
de mudas em sementeiras, para fins de arborização urbana (CARNEIRO, 1995). De
acordo com Novais et al. (1982), N e P são nutrientes altamente requeridos nos estádios
iniciais de desenvolvimento das mudas. O nitrogênio é necessário para a síntese da
Parâmetros
U
(65º)
M.O
C C/N N P K Ca Mg pH
-% (sólidos totais)- ----g.kg
-1
(sólidos totais)----
57,43
28,9 16,76
12,6 13,3 2,0 7,3 6,76 2,5 6,3
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114
clorofila e, como parte da molécula da clorofila, está envolvido na fotossíntese. É um
componente do sistema enzimático, sendo essencial para a formação de aminoácidos e
proteínas das mudas. O lodo apresenta um teor médio de nitrogênio. O nitrogênio é o
mais valioso constituinte do lodo de esgoto para seu uso na produção de mudas
(SANEPAR, 1997).
No lodo, a concentração de fósforo é menor que a de nitrogênio, todavia, as mudas
necessitam, para seu desenvolvimento, de quantidades menores de fósforo em relação
ao nitrogênio. A concentração de potássio é baixa e poderá ocorrer deficiência ao longo
do tempo em que as mudas permanecerem em viveiro. As concentrações de cálcio e
magnésio suprem as necessidades das mudas.
Tabela 5.3. Caracterização do lodo higienizado em
micronutrientes e/ou metais pesados em relação aos
sólidos totais
Nos resultados apresentados na Tabela 5.3, verifica-se que as concentrações
micronutrientes e/ou metais pesados estão abaixo das concentrações limites permitidas
pelas normas da SANEPAR (1997) e CETESB (1999) para utilização desse resíduo na
agricultura. Quando o lodo é aplicado em taxas suficientes para suprir as necessidades
de nitrogênio, geralmente as necessidades de micronutrientes das plantas são supridas
(TSUTIYA, 2001). Os resultados das análises, apresentados na Tabela 5.4, revelam que
os maiores teores de matéria orgânica e nutrientes estão presentes nos tratamentos T4 e
T5 apresentando, respectivamente, 40,67 e 33,64 g.kg
-1
.
Micronutrientes e/ou m
etais pesados
Zn Cu Fe Mn Cd Pb
mg.kg
-1
(sólidos totais)
166,66 64,33 9666,66 103,33 1,22 138,57
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115
Tabela 5.4. Análise química dos substratos antes do cultivo das mudas
MO P K
+
Na
+
Ca
2+
+Mg
2+
Ca
2+
Al
3+
H + Al pH
Trat
pH
H
2
O
(1:2,5)
g.kg
-1
mg.dm
-3
------------------------------------cmol
c
.dm
-3
-----------------------------
T1
T2
T3
T4
T5
4,6
5,4
5,7
5,8
5,5
9,72
18,16
24,49
40,67
33,64
4
128
275
301
225
0,04
0,35
0,46
1,08
1,38
0,05
0,02
0,04
0,08
0,06
1,55
4,45
7,00
7,25
6,75
1,30
3,45
4,80
5,05
4,65
0,80
0,30
0,20
0,20
0,10
3,03
2,39
2,06
2,04
2,09
4,8
5,4
5,7
5,8
5,5
Média de três amostras compostas de cada tratamento
Os resultados apresentados na tabela 5.4 mostram o efeito da matéria orgânica e dos
nutrientes essenciais presentes nos substratos no desenvolvimento e rendimento das
mudas. A matéria orgânica desempenhou um importante e complexo papel na dinâmica
do solo componente do substrato, afetando suas características físicas, químicas, físico-
químicas e biológicas. O teor de Al decresceu com o aumento do percentual de matéria
orgânica no substrato, destacando o efeito desta na precipitação do Al trocável, além da
maior concentração de Ca e Mg. A matéria orgânica elevou o pH do solo ácido (T1)
presente no substrato, sendo esta uma característica interessante do lodo de esgoto. O
pH de 5,8 e 5,5 dos tratamentos T4 e T5 favoreceu a disponibilidade de P e K, e está
dentro da faixa considerada adequada para o desenvolvimento de mudas, de 5,5 a 6,5,
segundo Valeri e Corradini (2000).
Os resultados de altura da planta, crescimento em diâmetro, peso da matéria seca da
parte aérea e do sistema radicular das mudas são apresentados na Tabela 5.5.
Tabela 5.5. Variáveis de crescimento em mudas de
Senna siamea Lam
Trat Altura
(cm)
Diâmetro
(mm)
PSPA
(g)
PSR
(g)
T1
T2
T3
T4
T5
13,40 c
15,70 b
15,80 b
18,40 a
18,50 a
1,77 b
1,80 b
1,97 a
2,00 a
1,97 a
0,62 c
0,62 c
0,45 d
1,10 a
0,83 b
0,22 d
0,25 bc
0,26 b
0,31 a
0,25 c
Médias seguidas da mesma letra, nas colunas, não diferem
estatisticamente, entre si, pelo teste de Tukey,ao nível de 5% de
probabilidade
PSPA: peso seco da parte aérea.
PSR: peso da matéria seca da raiz
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116
Os tratamentos em que foram utilizadas maiores concentrações de matéria orgânica,
como T4 (75% de lodo) e T5 (25% lodo + 25% pó de coco + 50% de solo),
apresentaram 18,40 cm e 18,50 cm de altura, respectivamente, e não diferiram
significativamente entre si, mas, sim, dos tratamentos T1, T2 e T3.
Os incrementos em altura estão relacionados aos acréscimos de matéria orgânica no
substrato. Observa-se que os substratos mais ricos em composto orgânico propiciaram
melhor crescimento das mudas, com boa formação do sistema radicial e melhor balanço
nutricional.
De modo geral o diâmetro do colo é a variável mais observada para indicar a capacidade
de sobrevivência da muda no campo; com ele se definem as doses de fertilizantes a
serem aplicados na produção de mudas (CARNEIRO, 1995). Neste caso, os substratos
mais indicados seriam 75% de lodo (T4) e 25% de lodo + 25% de pó de coco (T5).
Quanto à produção de biomassa (PSPA + PSR), os tratamentos T4 e T5 foram
superiores em relação aos demais tratamentos. A Figura 5.1 apresenta os valores médios
para a altura final, diâmetro de colo e biomassa obtidos na avaliação das mudas de
Senna siamea Lam., em função dos tratamentos.
Figura 5.1. Variação dos indicadores de
crescimento das plântulas de Senna siamea Lam.
em função dos tratamentos, na formação dos
substratos
0
5
10
15
20
T1 T2 T3 T4 T5
Altura (cm)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Diâmetro (mm) e peso (g)
Altura Diâmetro Biomassa
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117
Os incrementos em altura estão relacionados aos acréscimos de matéria orgânica no
substrato. Gonçalves e Poggiani (1996) testaram mais de 50 substratos, nas suas formas
simples e em misturas, e observaram que os substratos mais ricos em composto
orgânico propiciaram melhor crescimento das mudas, com boa formação do sistema
radicial (bem aderido ao substrato e firme) e melhor balanço nutricional. O pó de coco é
um resíduo orgânico que não reage com os nutrientes presentes nos substratos e possui
longa durabilidade, sem alteração de suas características físicas. Como não possui os
nutrientes essenciais para as plantas, deve ser utilizado em combinação com adubos
(CARRIJO et al., 2002). A superioridade dos tratamentos T4 e T5 em relação aos
tratamentos T1, T2 e T3, ocorreu devido à maior capacidade de retenção de água,
oxigênio e nutrientes, além da maior porosidade do substrato, proporcionada pelo
aumento de matéria orgânica presente nos substratos. Os teores de nutrientes presentes
nos substratos adicionados com matéria orgânica confirmam os achados de Trigueiro e
Guerrini (2003), ou seja, que a produção de mudas desenvolvidas em substrato contendo
lodo é viável e promissora.
Os tratamentos utilizando lodo na concentração de 25% de lodo com 25% de pó de coco
e 75% de lodo apresentaram os melhores resultados, do ponto de vista agronômico, na
produção de mudas, seguidos daquele com 50% de lodo.
A utilização do lodo de esgoto higienizado como insumo na produção de mudas de
Senna siamea Lam. mostrou-se uma opção viável para a produção de mudas, devido ao
aporte significativo de nutrientes e matéria orgânica que o lodo confere, a um custo
relativamente reduzido.
O lodo de esgoto doméstico da ETE Mangueira apresentou características agronômicas
essenciais para o cultivo de mudas, por promover um significativo incremento em
altura, diâmetro do colo e biomassa seca, em função do aumento das doses aplicadas.
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118
5.4 – Conclusões
O melhor crescimento em diâmetro do colo, altura total e produção de biomassa para as
mudas de Senna siamea Lam. foi obtido para aquelas mudas que continham o substrato
do tratamento T4, seguido do tratamento T5, sendo os tratamentos mais indicados nas
condições descritas neste trabalho.
O uso de lodo de esgoto higienizado como componente de substratos para produção de
mudas pode ser uma alternativa viável para sua disposição final e constitui uma
ferramenta a ser utilizada pelas prefeituras, na arborização urbana e recuperação de
áreas degradadas.
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119
5.5 - Literatura Citada
BENINCASA, M.M.P. Análise de crescimento de plantas: noções básicas,
Jaboticabal: Funep, 2003. 41p.
CARNEIRO, J.G.A. Produção e controle de mudas florestais. Viçosa: Editora Folha
de Viçosa, 1995. 451p.
CARRIJO, O.A.; LIZ, R.S. DE; MAKISHIMA, N. Fibra da casca do coco verde como
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CASSINI, S.T.; VAZOLLER, R.F.; PINTO, M.T. Introdução. In: Digestão de resíduos
sólidos orgânicos e aproveitamento do biogás. In: Cassini S. T. (coord). Rio de Janeiro:
Prosab, RIMA ABES, 2003. p.1-9.
CEMIG. Companhia de Energética de Minas Gerais. Manual de arborização. Belo
Horizonte, 1997.40 p.
CETESB. Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Aplicação de
biossólidos em áreas agrícolas – Critérios para projeto e operação. Norma p.4230. São
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CHERUBINI, C.; WISNTESWSKI, C.; ANDREOLI, V. C. Solarização na Região Sul
do Brasil como forma de higienização do lodo de esgoto anaeróbio. Revista Sanare,
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DEMATTÊ, M.E.S.P. Banco de dados no planejamento da arborização urbana. In:
Seminário sobre Arborização Urbana das Necessidades à Educação Ambiental. 1, 2000.
Piracicaba. Resumos... Piracicaba: Esalq, 2000.
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EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de análises
químicas de solos, plantas e fertilizantes. Brasília, 1999. (Embrapa solos). 370 p.
GONÇALVES, J.L.M.; POGGIANI, F. Substrato para produção de mudas florestais.
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Lindóia. Resumos expandidos... Águas de Lindóia: SLCS/SBCS/ESALQ/USP/CEA-
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KIEHL, E.J. Fertilizantes orgânicos.Piracicaba: Agronômica Ceres, 1985. 492 p.
MEYER, K.B.; MILLER, K.D.; KANESHIRO, E.S. Recovery of ascaris eggs from
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MINISTÉRIO DA AGRICULTURA DO BRASIL. Análise de corretivos, fertilizantes
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1997.104 p.
NOVAIS, R.F.; BARROS, N.F.; NEVES, J.C.; COUTO, C. Níveis críticos de fósforo
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SILVA, J.E.; RESK D.V.S.; SHARMA, R. D. Alternativa agronômica para o
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TRIGUEIRO, R.M.; GUERRINI, I.A. Uso de biossólido como substrato para produção
de mudas de eucalipto. Scientia Forestalis, n.64, p.150-162, 2003.
TSUTIYA, M.T. Alternativas de disposição final de biossólidos gerados em estações de
tratamento de esgotos. In: Tsutiya, M.T.; Comparini, J.B.; Sobrinho, P. A.; Hespanhol,
I.; Carvalho, P. C.; Melfi, J. A.; Melo,W. J.de; Marques, M.O. (Eds.) Biossólidos na
Agricultura. São Paulo: Sabesp, USP, Esalq, Unesp, 2001, p.133-180.
VALERI, S.V.; CORRADINI, L. Fertilização em viveiro para produção de mudas de
Eucalyptus e Pinus. In: Gonçalves, J.L.M.; Benedetti, V. Nutrição e Fertilização
Florestal. Piracicaba: IPEF, 2000. p.168-190.
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CAPÍTULO 6
PROPOSTA DE GESTÃO DO LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO DA ETE
MANGUEIRA PARA USO AGRÍCOLA
4
Resumo
Abstract
6.1 - Introdução
6.2 - Material e métodos
6.3 - Resultado e discussão
6.4 - Conclusões
6.5 - Literatura citada
4 Parte deste capítulo foi apresentado no I Simpósio Nordestino de Saneamento Ambiental, trabalho VI 008
anais... João Pessoa – PB, 2006.
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123
Resumo: A reciclagem agrícola e/ ou florestal do lodo de esgoto parece ser uma alternativa
técnica e economicamente viável, desde que precedida de um planejamento prévio e
respeitados os parâmetros ambientais. Sob o ponto de vista econômico a viabilidade do uso
agrícola do lodo de esgoto está intimamente relacionada com a política de comercialização do
produto final. A estratégia de comercializar lodo de esgoto tratado (notadamente, em termos
de transporte e distribuição) certamente minimizará o custo total de disposição final. Para
atender a necessidade ambiental um plano de gestão de lodo da ETE Mangueira, foi elaborado
com o objetivo de viabilizar sua disposição segura, pondo em prática, ações ordenadas
compatíveis com os recursos humanos, financeiros e tecnológicos.
Palavras-chave: lodo de esgoto, gestão, reciclagem
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124
Abstract: Sewage sludge recycling for agricultlural and/or forest purposes seams to be a
viable choice, both from the technical and economical standpoint, as long as it is subject to
previous planning, and respects environmental parameters. From the economical standpoint,
the viability of using sludge for agricultural purposes is intimately related to the trading policy
concerning the end-product. The strategy of trading treated sewage sludge (especially in terms
of transportation and distribution), will certainly minimize the total cost of sludge disposal.To
assist the environmental need a plan of administration of sewage sludge of WTP Mangueira, it
was elaborated with the objective of making possible your disposition it holds, putting into
practice, compatible actions with the human resources, financial and technological
Key words: sewage sludge, administration, recycling
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125
6.1 – Introdução
Os processos de tratamento de esgotos são, no âmbito geral, mecanismos de separação dos
sólidos da água. Enquanto a água retorna para os córregos e rios, os sólidos retirados
necessitam ser establilizados e dispostos de forma a não causar impactos significativos ao
meio ambiente ou à saúde da população (CASSINI, et al., 2003). A remoção das impurezas
que estão dissolvidas e suspensas no meio líquido nas ETEs, gera um grande volume de
subprodutos na forma sólida, semi-sólida, ou líquida, cujo destino final depende do método de
purificação e da tecnologia utilizada (NICOLL, 1989; LIMA e GONÇALVES, 1999). Um
gerenciamento responsável da disposição final do lodo, quando esta opção é a reciclagem
agrícola e/ou florestal, redundará, na regularização, otimização e monitoramento da operação
dos sistemas de tratamento, um problema real e de proporções significativas no quadro
operacional de uma companhia de saneamento.
Um plano de gestão é uma solução imprescindível para sistemas de tratamento de esgotos. É
possível gerenciar o lodo de estações de tratamento de esgotos com um custo relativamente
pequeno. O gerenciamento de uma estação de tratamento de esgotos deve incluir tópicos
técnicos como controle do processo, controle do sistema de manutenção e operação (COSTA
e COSTA, 2000).
O problema da gestão do lodo é complexo do ponto de vista técnico-econômico e pela falta de
planejamento por ocasião da elaboração dos projetos de implantação de ETE’s. A ETE
Mangueira esta localizada no bairro da Mangueira (8º 05' 41"latitude sul e 34º 55' 31"
longitude Oeste a 4,0 metros acima do nível do mar), Região Metropolitana do Recife. O
sistema de tratamento é formado por reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo
(UASB) e lagoa de polimento com desidratação natural do lodo de excesso em leitos de
secagem, com uma produção de aproximadamente 10 ton/ mês (massa seca) de lodo de
esgoto. O lodo formado no reator UASB decorre do tratamento de esgotos tipicamente
domésticos. Para atender as restrições ambientais e técnicas um plano básico de gestão de
lodo da ETE Mangueira, foi elaborado com o objetivo de viabilizar sua reciclagem agrícola
segura e controlada, compatível com os recursos humanos, financeiros e tecnológicos.
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126
6.2. - Materiais e métodos
1ª fase: Análise da resolução nº 375 do CONAMA de 29 de agosto de 2006, que define
critérios e procedimentos, para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em estações de
tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados.
2ª fase: Definição da tecnologia de higienização e custos de implantação.
Para a avaliação dos custos considerou-se uma descarga mensal de 10 toneladas de lodo, com
uma média de 40% de sólidos totais produzidos pela ETE Mangueira.
1. Solarização: Para o tratamento de 10 toneladas mensais de lodo, com 60% de umidade,
sugere-se a construção de um piso de concreto, de coloração preta, de 190 m
2
, no qual a cada
da 40 dias, o lodo deverá ser espalhado em uma camada de 10 cm; deve também ser instalado
um sistema de drenagem lateral ao piso, para recolhimento do líquido residual proveniente do
excesso de umidade do lodo e das águas de chuvas sobre o piso, visando maior segurança
ambiental.
2. Compostagem: Para o tratamento do mesmo volume de lodo e umidade, sugere-se a
terraplanagem de uma área de 60 m
2
para confecção das pilhas estáticas aerada com
ventilação natural, confeccionadas com tubo de esgoto de DN 100 mm de plástico reciclado,
na forma de “T” invertido, com orifícios de saída de ar de uma polegada espaçados de 15 cm,
dimensões de 2,20 m de comprimento e 1,80 m de altura, com aberturas laterais e superior
para a aeração da massa.
As estimativas de custos dos processos de higienização do lodo de esgoto, baseiam-se em
estudos relacionados com a estrutura e as instalações da ETE Mangueira. Para avaliar o custo
dos tratamentos foram considerados, apenas, os custos com instalações e equipamentos e os
custos variáveis.
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127
A viabilidade econômica do novo produto no mercado deverá estar baseada nos custo e
benefícios financeiros e de natureza ambiental, resultantes dos processos de produção do lodo
higienizado e de consumo público ou privado.
3ª fase: Planejamento e projeto de gestão da operação de reciclagem agrícola do lodo.
Os procedimentos e métodos constituem um conjunto ordenado de ações referenciadas pela
resolução nº 375/ 2006 do CONAMA.
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128
6.3 - Resultado e discussão
Seguindo a tendência mundial, o estado brasileiro, adotou a reciclagem agrícola como opção
de disposição final para o lodo de esgoto, e, para tanto criou critérios restritivos. A
regulamentação procurou atender a duas demandas: não avalizar um gerenciamento
desorientado da operação, garantindo a saúde da população e a estabilidade do meio ambiente,
e simultaneamente não propor critérios excessivamente restritivos que inviabilizem a
alternativa e estimulem outras opções de disposição, menos adequadas e prejudiciais ao meio
ambiente e à saúde. A opção pelo destino agrícola, redundará, ainda, na regularização,
otimização e monitoramento da operação dos sistemas de tratamento, um problema real e de
proporções significativas no quadro operacional das companhias de saneamento.
Tecnologias de higienização e custos de implantação
Tratamento por solarização: conforme resultado de pesquisa, a solarização como tecnologia
alternativa de higienização mostra-se eficiente para as condições climáticas do Nordeste;
contudo, essa eficiência dependerá de uma série de fatores e especificidades locais. Com base
nos dados climáticos e dos testes de campo, recomenda-se utilizar o processo no período de
setembro a abril para a Zona da Mata. Porém, sua utilização no Agreste e Sertão do Nordeste,
de intensa radiação solar, pode apresentar grande eficiência, atingindo temperaturas
suficientemente altas para higienização do lodo durante todo o ano. Entretanto, Faz-se
necessário estabelecer regulamentação deste processo de higienização pelo órgão estadual de
meio ambiente para uso agrícola do lodo, conforme esta prevista no anexo I da resolução 375/
2006 do CONAMA.
O custo do piso de concreto foi calculado considerando uma estrutura que permita a
disposição do lodo e o trânsito de veículos. O piso deverá ser construído em lastro de pedra
britada nº 2, espessura de 5cm. Concreto usinado (fck = 18MPa), desempenado e alisado com
equipamento mecânico rotativo, espessura de 8cm. O sistema de drenagem será composto por
uma vala de 30cm de largura com 0,50 cm de profundidade ao redor do piso, revestida com
argamassa de cimento e areia e ter, embutida no fundo, uma meia canaleta de escoamento,
com largura entre 15 a 30cm, conforme a declividade do terreno, e saída para a rede de
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129
Para o tratamento de 10 toneladas por mês de lodo com 60% de umidade sugere-se a
construção de um piso de concreto de coloração preta de 190 m
2
, onde o lodo a cada 40 dias
deverá ser espalhado em uma camada de 10 cm e a construção de um sistema de drenagem
lateral ao piso para recolhimento do líquido residual proveniente do excesso de umidade do
lodo das águas de chuvas sobre o piso, visando a maior segurança e ambiental. No custo do
piso de concreto foi considerado uma estrutura que permita a disposição do lodo e o trânsito
de veículos pesados.
A tabela 6.1 Resume os investimentos em instalações e equipamentos para o tratamento por
solarização.
Tabela 6.1 - O Custo das instalações e equipamentos necessários para o tratamento por
solarização do lodo anaeróbio na ETE Mangueira, 2005
Discriminação Valor (R$) Vida útil
total (anos)
Termômetro digital
Ferramentas
Piso de concreto 190 m
2
Sistema de drenagem
Total do investimento
360,00
350,00
4.750,00
1.500,00
6.960,00
5
2
15
15
--
Fonte: dados de pesquisa
Os custos variáveis para o tratamento por solarização na ETE Mangueira totalizam R$
43,60/tonelada e estão detalhados na tabela 6.2, a seguir.
Tabela 6.2 - Custo variável do tratamento por solarização do lodo de esgoto na ETE
Mangueira.
Discriminação Coeficiente técnico Valor unitário
(R$)
Valor total
(R$/ tonelada)
Locação de caminhão de caminhão c/ motorista (15 km)
Mão-de-obra de técnico especializado
Mão-de-obra de operacional
*Filme plástico transparente de baixa densidade de 30
mm - 160m
2
Análises parasitólogicas
Custo variável total
10t/mês
4h/mês/10t
40h/mês/10t
--
2/mês/10t
60,00/mês
15,00/hora
5,00/hora
--
30,00/análise
6,00
6,00
20,00
5,60
6,00
43,60
* 2 trocas por ano.
Fonte: dados de pesquisa
Tratamento por compostagem: Segundo pesquisa a compostagem em pilhas estáticas aeradas
naturalmente e com cobertura de filme plástico preto, para as condições tropicais climáticas,
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130
apresentou-se como uma tecnologia alternativa para higienização do lodo anaeróbio
produzido na ETE Mangueira, dando origem a um material sanitariamente seguro para
utilização agrícola. O composto obtido a partir da compostagem da parcela orgânica do lodo
de esgoto da ETE Mangueira, associado ao material carbonáceo estruturante pode ser usado
com sucesso como condicionador de solo.
Para a produção de composto com lodo de esgoto é necessário o constante monitoramento do
processo. Assim, a compostagem é indicada apenas para ser feita em estações adequadas, não
sendo recomendada ao nível de consumidor final (SANEPAR, 1997). O sistema de drenagem
será composto por uma vala de 30cm de largura com 0,50 cm de profundidade ao redor do
pátio de compostagem.
A tabela 6.3 resume os investimentos em instalações e equipamentos, para o tratamento por
compostagem em leiras estáticas aeradas naturalmente.
Tabela - 6.3 O Custo das instalações e equipamentos necessários para o tratamento por
compostagem do lodo anaeróbio na ETE Mangueira, 2005
Discriminação Valor (R$) Vida útil
total (anos)
Ferramentas
Termômetro digital
Triturador
Peneira
Aterro e terraplangem área de 60 m
2
Sistema de drenagem
Sistema de aeração natural
Total do investimento
350,00
360,00
1.200,00
1.300,00
1.200,00
1.200,00
300,00
5.910,00
2
5
15
15
5
30
2
--
Fonte: dados de pesquisa
Os custos variáveis para o tratamento por compostagem na ETE Mangueira totalizam R$
/tonelada e estão detalhados na tabela 6.4, a seguir.
Tabela 6.4 - Custo variável do tratamento por compostagem do lodo de esgoto na ETE
Mangueira.
Discriminação Coeficiente
técnico
Valor unitário
(R$)
Valor total
(R$/ tonelada)
Locação de caminhão de caminhão c/ motorista (15 km)
Mão-de-obra de técnico especializado
Mão-de-obra de operacional
Análises parasitólogicas
Custo variável total
12t/mês
4h/mês/12t
80h/mês/12t
2/mês/12t
60,00/mês
15,00/hora
5,00/hora
30,00/análise
5,00
5,00
33,33
5,00
48,33
Fonte: dados de pesquisa
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131
Para a viabilidade econômica do uso agrícola do lodo de esgoto é importante, ainda,
considerar o custo com transporte. Segundo levantamento da Confederação Nacional das
Empresas de Transporte – CONET, o custo médio de transporte para este tipo de carga, oscila
para distâncias de ida e volta em torno de 4,4 centavos por tonelada por quilômetro até 50 km
(CANZIANI, et al., 1999).
As estimativas de custos de tratamento e aplicação do lodo, baseiam-se em estudos
relacionados às instalações da ETE Mangueira. Foi possível dimensionar as instalações para
higienização e calcular o investimento e os gastos operacionais e, assim, determinar sua
rentabilidade econômica e financeira.
No estudo de caso da ETE Mangueira, com um investimento de R$ 6.960,00 e/ou R$
5.910,00 para o tratamento do lodo por solarização ou compostagem, a um custo de
higienização de R$ 43,60 e/ou R$ 48,33 por tonelada, respectivamente, e um preço médio
de venda de R$ 100,00 do produto por tonelada, obter-se-á uma economia de R$ 56,40 e R$
51,67, respectivamente.
A efetiva concretização da reciclagem ocorre quando o produto entra no mercado. Um esforço
conjunto deve convencer os consumidores finais, que o novo adubo orgânico, apresenta
vantagens competitivas e baixos riscos técnicos e ambientais. O estigma de lodo de esgoto
deverá ser suplantado pela exploração do lado ecológico da reciclagem.
Planejamento
A ETE mangueira é uma estação de pequeno porte, com uma produção de aproximadamente
10 ton/ mês de lodo de esgoto, com 60% de umidade.
Para a produção, compra, venda, cessão, empréstimo ou permuta do lodo de esgoto e seus
produtos derivados, deverão ser observadas as disposições contidas na Resolução nº 375 de
29 de agosto de 2006 do CONAMA e no Decreto nº 4.954, de 14 de janeiro de 2004, que
regulamenta a Lei nº 6.894, de 16 de dezembro de 1980, que dispõe sobre a inspeção e
fiscalização da produção e do comércio de fertilizantes, corretivos, inoculantes ou
biofertilizantes destinados à agricultura.
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132
São de responsabilidade do gerador e da Unidade de Gerenciamento de Lodo - UGL o
gerenciamento e o monitoramento do uso agrícola do lodo de esgoto ou produto derivado. A
aplicação de lodo de esgoto e produtos derivados no solo agrícola somente poderá ocorrer
mediante a existência de uma UGL devidamente licenciada pelo órgão ambiental competente.
O licenciamento ambiental da UGL deverá obedecer aos mesmos procedimentos adotados
para as atividades potencialmente poluidoras e/ou modificadoras do meio ambiente, exigidos
pelos órgãos ambientais competentes. O licenciamento ambiental da UGL contemplará
obrigatoriamente as áreas de aplicação (CONAMA, 2006).
Segundo a norma brasileira, são considerados responsáveis solidários pela qualidade do solo e
das águas em áreas onde será aplicado o lodo de esgoto ou produto derivado: o gerador do
lodo de esgoto ou produto derivado; a UGL que encaminhar o lodo de esgoto ou produto
derivado para aplicação no solo; o proprietário da área de aplicação; o detentor da posse
efetiva; o técnico responsável; o transportador; e quem se beneficiar diretamente da aplicação.
Um planejamento adequado deve considerar um conjunto de informações tais como:
estimativa de produção, avaliação da qualidade, aptidão das áreas de aplicação, organização e
operação da distribuição, alternativas de higienização, adequações necessárias a ETE e
monitoramento ambiental. É obrigatório oferecer um insumo de boa qualidade para a
agricultura, com garantia de segurança sanitária e ambiental.
A operadora da ETE ou UGL, será a responsável no controle sobre os sistemas de tratamento
e higienização, pela coleta e análise de amostras, movimentação interna do lodo no pátio das
ETEs, operações de carregamento e transporte do lodo, identificação e cadastro de produtores,
recomendação agronômica e assistência técnica ao agricultor beneficiado, gerenciamento da
atividade e monitoramento ambiental definidos no Plano de Gestão. Todas as informações
serão conservadas em arquivo na ETE, e poderão ser solicitadas a qualquer momento pelas
instituições competentes para fiscalização. A utilização agrícola do lodo deve ser vinculada
aos resultados das análises dos parâmetros de qualidade do produto, e, uma vez que a
composição do lodo pode variar em função das características do esgoto, do sistema de
tratamento e do processo de higienização, estas variações na qualidade devem ser mensuradas
com freqüência determinada pela norma brasileira, a fim de garantir a qualidade e viabilidade
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133
do produto a ser utilizado na agricultura, e as possíveis restrições de uso que poderão
acontecer.
A economia de escala tende a aumentar a eficiência da atividade e garantir melhor retorno
econômico, à medida que ocorrer um aumento na quantidade de lodo reciclado.
A transformação da ETE Mangueira em UGL deverá ocorrer gradualmente, em etapas, devido
à complexidade e responsabilidade das operações. Na tabela 6.5 estão discriminados alguns
itens como instrumentos para gestão do lodo de ETE.
Quadro 6.1 - Gestão da Reciclagem do lodo da ETE
Informações Cadastrais
Características da Estação ou UGL
Características do Sistema de Desinfecção
Área para Gerenciamento do Lodo.
Responsabilidade do Operador da ETE
Informações contidas na declaração da UGL a ser encaminhada ao
aplicador de lodo.
Avaliação da Qualidade do Lodo
Parâmetros agronômicos
Metais pesados
Sanidade
Responsabilidade do Operador da ETE
Caracterização do lodo ou produto derivado: Potencial agronômico,
substâncias inorgânicas e orgânicas potencialmente tóxicas, indicadores
bacteriológicos e agentes patogênicos, e estabilidade.
Recomendação Agronômica
Responsabilidade Técnica
Restrições Ambientais
Características do Solo
Culturas mais Aptas
Dose de Aplicação
Critérios de Aplicação
Depósito Temporário na Propriedade
Precauções no Transporte
Responsabilidade do Engenheiro Agrônomo
Projeto agronômico com anotação de responsabilidade técnica – ART
Responsabilidades da ETE
Monitoramento sanitário e ambiental
Controle e Arquivo da Documentação
Controle da Liberação de Lotes de Lodo
Responsabilidade do Operador da ETE
Freqüência na qualidade conforme produção (ton/ano) e controle das
áreas de aplicação
Sistema de controle de retirada do lodo ou produto derivado
Termo de responsabilidade do transportador
Licenciamento ambiental
Licença de operação da UGL
Responsabilidade do Órgão ambiental
Licença para aplicação de lodo de esgoto e produtos derivados
Licença para as áreas de aplicação
Fonte: CONAMA, 2006.
Toda aplicação de lodo de esgoto e produtos derivados em solos agrícolas deve ser
obrigatoriamente, condicionada a projeto agronômico para as áreas de aplicação, firmado com
por profissional legalmente habilitado, com apresentação da Anotação de Responsabilidade
Técnica - ART.
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134
As diretrizes gerais para elaboração do projeto com base na resolução 375/ 2006 são
apresentadas a seguir:
1. Responsabilidade Técnica A responsabilidade pela avaliação do potencial das propriedades para recebimento
do lodo será de um Engenheiro Agrônomo. Este deverá ainda, apresentar estas
informações em formulário próprio de recomendação agronômica, caracterizando
objetivamente a área onde será utilizado o produto e seu contexto ambiental e
agronômico. Apresentar a Anotação de Responsabilidade Técnica do projeto.
2. Caracterização da instalação
de tratamento de esgoto ETE ou
UGL.
Descrição do sistema de tratamento, localização da estação de tratamento,
capacidade operacional da ETE ou UGL, característica da bacia de drenagem de
esgoto, tipo de tratamento, fluxograma simplificado do processo e o volume de lodo
de esgoto ou produto derivado.
3. Caracterização do lodo de
esgoto ou produto derivado
Caracterização do lodo de esgoto ou produto derivado, observando-se os seguintes
aspectos: potencial agronômico; substancias inorgânicas e orgânicas potencialmente
tóxicas; indicadores bacteriológicos e agentes patogênicos e estabilidade.
Apresentar o ensaio para determinação de elevação de pH provocada pela aplicação
de lodo de esgoto ou produto derivado no solo, no caso de lodos de esgoto ou
produto derivado tratados com cal.
Apresentar de forma detalhada a descrição dos processos adotados para redução de
agentes patogênicos e de atratividade de vetores.
4. Caracterização das áreas de
aplicação de lodo de esgoto ou
produto derivado
Localização: nome e endereço do proprietário da área e declaração da UGL,
conforme. Apresentar plantas planialtimétricas de situação dos locais de aplicação
propostos, com a escala mínima de 1:10.000, abrangendo até 500 m dos limites da
aplicação, trazendo indicações dos seguintes elementos: a) indicação do uso do solo
na área a ser utilizada para a aplicação; b) coordenadas geográficas (UTM) das
áreas de aplicação; c) localização de nascentes e olhos d’água; d) localização de
corpos d’água, indicando sua largura; e) localização de lagoas, lagos, reservatórios,
captações, poços de abastecimento de água, residências; f) localização de matas
nativas remanescentes; g) levantamento das unidades de conservação incidentes; h)
descrição da vizinhança; e i) acessos ao local.
Caracterização do solo das áreas de aplicação de lodo ou produto derivado:
observando quanto: aos parâmetros de fertilidade; sódio trocável; condutividade
elétrica;e substâncias inorgânicas.
5. Taxa de aplicação do lodo de
esgoto ou produto derivado
A taxa de aplicação máxima em base seca, o menor valor deverá calculado de
acordo com os seguintes critérios: a aplicação máxima anual de lodo de esgoto e
produtos derivados em toneladas por hectare não deverá exceder o quociente entre a
quantidade de nitrogênio recomendada para a cultura (em kg/ha), segundo a
recomendação agronômica oficial do Estado, e o teor de nitrogênio disponível no
lodo de esgoto ou produto derivado (Ndisp em kg/t); o cálculo da taxa de aplicação
máxima anual deverá levar em conta os resultados dos ensaios de elevação de pH
provocado pelo lodo de esgoto ou produto derivado, no solo predominante na região
de modo a garantir que o pH final da mistura solo-lodo de esgoto ou produto
derivado não ultrapasse o limite de 7,0; e observância dos limites de carga total
acumulada teórica no solo quanto à aplicação de substâncias inorgânicas.
6. Armazenamento e transporte
do lodo ou produto derivado
A estocagem do lodo de esgoto ou produto derivado na propriedade deve se
restringir a um período máximo de 15 dias, devendo atender aos seguintes critérios:
a declividade da área de estocagem não pode ser superior a 5%; e a distância
mínima do local de estocagem a rios, poços, minas e cursos d’água, canais, lagos e
residências. É proibida a estocagem diretamente sobre o solo de lodo de esgoto ou
produto derivado contendo líquidos livres, cuja identificação deverá ser feita pela
norma brasileira vigente.
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135
7. Planos de aplicação e manejo O plano de aplicação do lodo de esgoto ou produto derivado e de manejo da área
deverá conter: a) descrição da seqüência da aplicação do lodo de esgoto ou produto
derivado detalhando períodos previsto para a aplicação ao longo do ano; b)
indicação em planta das culturas de cada parcela e c) descrição do manejo
detalhando época de plantio e/ou desenvolvimento da cultura.
8. Relatórios de operação Os registros da operação contemplando minimamente: a) origem do lodo de esgoto
ou produto derivado; b) caracterização do lodo de esgoto ou produto derivado; c)
data da aplicação do lodo de esgoto ou produto derivado; d) localização da
aplicação do lodo de esgoto ou produto derivado (local, campo, ou no da parcela);
e) massa de lodo de esgoto ou produto derivado aplicado em toneladas (base seca)
por hectare; f) totais anuais de lodo de esgoto ou produto derivado aplicado em
toneladas secas por hectare; g) totais acumulados, desde o início da aplicação, em
quilogramas por hectare, de cada metal avaliado; h) método de aplicação; i) tipo de
vegetação existente ou cultura a ser implantada no local; j) quantidade de nitrogênio
disponível aplicado, em kg/hectare; l) observações quanto à ocorrência de chuvas
por ocasião da aplicação e condições do solo quanto a erosões.
9. Monitoramentos O monitoramento das características do lodo de esgoto ou produto derivado deverá
ser implementado de acordo com os critérios de freqüência definida pela quantidade
de lodo de esgoto ou produto derivado destinado para aplicação na agricultura em
toneladas/ano (base seca).
O monitoramento das áreas de Aplicação do lodo de esgoto ou produto derivado
caracterizará o solo agrícola, antes da primeira aplicação de lodo de esgoto ou
produto derivado, observando: aos parâmetros de fertilidade; sódio trocável;
condutividade elétrica; e IV - substâncias inorgânicas.
Apresentar modelos de relatório dos monitoramentos, do lodo de esgoto ou produto
derivado e do solo das áreas de aplicação, a serem efetuados pelo responsável pela
aplicação do lodo de esgoto ou produto derivado.
A transformação da ETE Mangueira em UGL deverá ocorrer através de um planejamento. O
projeto de gestão terá a função administrativa de otimizar as atividades operacionais para uso
do lodo da ETE Mangueira. na produção de mudas. Faustino et al. (2005) constataram que a
utilização do lodo de esgoto higienizado como insumo na produção de mudas de Senna
siamea Lam. na sementeira da Divisão de Sementeira do Departamento de Praças e Áreas
Verdes da EMLURB / Prefeitura da Cidade do Recife é uma opção viável para a produção de
mudas, devido ao aporte significativo de nutrientes e matéria orgânica que o lodo confere.
No projeto serão organizados e definidos os procedimentos para uso do lodo na produção de
mudas para arborização urbana da cidade do Recife, PE, que poderão ser estendidos a novas
ETE’s, para a utilização dos lodos como importante insumo agrícola para os municípios.
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136
6.4 - Conclusões
A solarização e a compostagem são tecnologias de higienização apropriadas e eficientes para
melhoria do padrão sanitário dos lotes de lodo de esgoto, a serem utilizados para reciclagem
agrícola;
Um plano de gestão de lodo é uma solução imprescindível para as ETE´s;
É possível gerenciar o lodo da ETE Mangueira com um custo relativamente pequeno;
Por ser uma região urbana, com esgoto basicamente doméstico, o uso do lodo de esgoto na
produção de mudas para arborização urbana é o mais viável para os lodos produzidos na ETE
Mangueira em Recife;
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137
6.5 - Literatura citada
CANZIANI, J. R. F.; PEGORINI, E.S.; MASSARDO, M.; OSAKI, M. In: ANDREOLI, C.
V.; FERNANDES, F.; LARA, I. A. (Org.). Reciclagem de Biossólidos: Transformando
Problemas em Soluções. Curitiba: SANEPAR/FINEP, 1999, p. 239- 261.
CASSINI, S. T.; VAZOLLER, R. F., PINTO; M. T. Introdução. In: Digestão de resíduos
sólidos orgânicos e aproveitamento do biogás/ Sérvio Túlio Cassini (coordenador). Rio de
Janeiro. PROSAB, RIMA ABES, 2003. p. 1-9.
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 375 de 29 de agosto de
2006. Define critérios e procedimentos, para o uso agrícola de lodos de esgoto gerados em
estações de tratamento de esgoto sanitário e seus produtos derivados, e dá outras providências.
Brasília, 2006.
COSTA, A. N. da; COSTA, A. de F. S. da Reciclagem agrícola do lodo de estação de
tratamento de esgoto (ETE) na cultura do mamoeiro, no estado do Espírito Santo. Revista das
Faculdades de Linhares. v. 1. n. 8. p. 5 – 17, dez. 2000.
FAUSTINO, R.; KATO, M. T.; FLORÊNCIO, L.; GAVAZZA, S. Lodo de esgoto como
substrato na produção de Senna siamea. Lam. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e
Ambiental, Campina Grande, v 9, (Suplemento), p.278-282, 2005.
LIMA, M. R. P. e GONÇALVES, R.F. Desidratação do lodo de lagoas. In: Gerenciamento do
lodo de Lagoas de estabilização não mecanizadas. Ricardo Franci (coordenador). PROSAB -
Programa de pesquisa em Saneamento Básico, Rio de Janeiro: ABES, 1999. Cap. 6, p. 49 –
61.
NICOLL, E. H. Small water pollution control works - design and practice. Ellis Horwood
Limited, England, 1989. 502 p.
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138
CAPÍTULO 7
CONCLUSÕES GERAIS
1. O trabalho desenvolvido mostrou-se de extrema importância, uma vez que aponta
para uma solução sustentável em relação à higienização de lodos de esgotos domésticos,
a partir dos processos de compostagem e solarização para a Região Nordeste. Os
resultados aqui apresentados apontam para a eficiência e viabilidade das tecnologias
alternativas avaliadas.
2. A compostagem mostrou-se uma alternativa bastante eficiente na inviabilização e
destruição de ovos de helmintos presentes em amostras de lodo de esgoto. O processo é
de realização relativamente simples, para sua realização, sendo que os maiores custos
recaem sobre o transporte e aquisição do material carbonáceo.
3. O fator mais importante no experimento com solarização foi à relação
temperatura/tempo de exposição e sua interação com o clima, que permite a
inativação/eliminação de microrganismos patogênicos, em especial os ovos de
helmintos.
4. O conhecimento técnico gerado no experimento utilizando o lodo como insumo na
produção de mudas de Cássia amarela (Senna siamea Lam) constituem informações que
possibilitam uma avaliação mais abrangente do uso de lodo esgoto na produção de
mudas para arborização urbana, em sementeiras públicas ou privadas.
5. As tecnologias alternativas de higienização e produção de mudas mostraram-se
adequadas na prevenção de riscos ocupacionais, devido ao menor potencial de
exposição ao lodo contaminado.
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139
No âmbito geral, os resultados deste trabalho proporcionam subsídios para o
estabelecimento de bases científicas, técnicas, políticas e institucionais para a
reciclagem do lodo de esgoto doméstico com vistas ao seu uso na agricultura, de
maneira sustentada, principalmente para a produção de mudas destinadas à arborização
das cidades.
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140
APÊNDICE
MÉTODO DE RECUPERAÇÃO DOS OVOS DE HELMINTOS DO LODO
Para recuperação dos ovos de helmintos do lodo foi empregado o método de Meyer (Meyer et
al., 1978).
1. Descrição da metodologia
a) Equipamentos e materiais necessários
• Microscópio óptico comum, com objetivas de
10 x e 40 x
• Centrífuga para operar a 1000g
• Tubos de centrífuga
• Equipamento de filtração a vácuo para
membrana de 47 mm de diâmetro
• Bomba de sucção para operar até 40 cm de Hg
• Membranas de éster de celulose de 47 mm de
diâmetro e 0,45 µm de porosidade (Millipore
ou equivalente)
• Proveta de 250 mL
• Proveta de 100mL
• Bastão de vidro
• Pipeta volumétrica
• Pipeta de Pasteur
• Pinça
• Placa de Petri
• Câmara de Sedgwick-Rafter (quadriculada)
• Estufa para operar a 28 ºC
• Agitador tipo Vórtex
• Frascos plásticos para amostragem de lodo
• Balança analítica
• Solução Triton X-100 ou Tween 80
• Solução de Hipoclorito de Sódio a 50%
• Solução de ácido Sulfúrico a 0,1 N
• Solução de Sulfato de Zinco d = 1,18
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141
No âmbito do LSA/UFPE (Laboratório de Saneamento Ambiental) foram utilizados os
equipamentos abaixo especificados:
- Microscópio óptico
- Estufa
- Vortex
- Centrífuga
- Tubos de centrífuga
- Balança analítica
- Equipamento de filtração a vácuo
- Bomba de sucção
b) Preparo das soluções
• Solução detergente Triton X-100 ou Tween 80: pipetar 1 mL da solução e adicionar em 1
litro de água de torneira.
• Solução de hipoclorito de sódio a 50%: em uma proveta, adicionar 500 mL de água
sanitária comercial e 500 mL de água destilada.
• Solução de sulfato de zinco (ZnSO
4
): pesar 33 g de ZnSO
4
e diluir em 100 mL de água
destilada (utilizar um densímetro para verificar se a densidade é igual a 1,18).
• Solução de ácido sulfúrico 0,1 N: adicionar 2,8 mL de ácido sulfúrico concentrado em
1000 mL de água destilada.
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142
c) Procedimentos
• Pesar 75 g de lodo em um béquer de 250 ml;
• adicionar 100ml da solução de hipoclorito de sódio a 50%;
• deixar reagir por 5 minutos e transferir o conteúdo do béquer para uma proveta de 250
mL;
• lavar o béquer com a solução de hipoclorito de sódio e transferir o resíduo para a proveta
até completar 225 ml na proveta;
• agitar e aguardar 50 minutos;
• transferir o conteúdo da proveta para tubos de centrífuga. Lavar bem a proveta com a
solução Tween 80 e completar os tubos;
• centrifugar a 2800 rpm durante 3 minutos;
• descartar o sobrenadante;
• Lavar o sedimento até que este fique clarificado. Colocar 2 mL de Tween 80 em cada tubo
com sedimento. Misturar com bastão de vidro, completar com água destilada e centrifugar
novamente a 2800 rpm durante 3 minutos;
Nota: A quantidade de lavagens varia de amostra para amostra. Até se conseguir um
sobrenadante clarificado podem ser necessárias várias lavagens (caso contrário torna-se muito
difícil filtrar a amostra). Com o tempo cada laboratório pode definir quantas são necessárias
para cada tipo de lodo que será analisado. Quando o lodo está mais seco, as vezes são
necessárias de 10 a 15 lavagens; já com o lodo mais fluído, 3 a 5 são suficientes. O volume de
tween 80 para lavar o lodo pode ser aumentado para 3 a 5 mL ao invés de 2 mL, conforme o tipo
de lodo, uma vez que não altera a característica do lodo e facilita para lavar.
• Após a etapa de lavagens, adicionar 75 mL da solução de ZnSO
4
densidade 1,18 ao
sedimento. Agitar no vortex (ou com bastão de vidro) e centrifugar novamente a 2800 rpm
durante 3 minutos;
• deixar o sobrenadante descansar por 3 minutos para garantir a flotação dos ovos e então
filtrar através de membrana de Milipore 0,45µm de porosidade e 47mm de diâmetro sob
pressão negativa.
Nota: Algumas vezes uma única membrana é suficiente para filtrar toda a amostra.
Ocasionalmente, pode ser necessário mais de uma membrana.
• Lavar bem as paredes do copo de filtração com água destilada.
• Em seguida raspar o sedimento da (s) membrana (s) com uma lamínula para uma placa de
Petri contendo 10 a 15 mL da solução de H
2
SO
4
, 0,1N;
• Para fazer somente a identificação e contagem dos ovos, basta transferir uma alíquota da
amostra para a câmara de Sedgwick-Rafter e proceder a leitura ao microscópio.
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143
2. Incubação para análise da viabilidade dos ovos de Ascaris
O procedimento de incubação, in vitro, dos ovos recuperados do lodo é utilizado quando se
deseja avaliar a viabilidade dos ovos. No âmbito do LSA/UFPE o procedimento de incubação
foi adaptado a partir do procedimento adotado pelos autores Meyer et al. (1978), Cáceres e
Flores (1987), Yanko (1987), sendo os procedimentos básicos bastante semelhantes.
Procedimento
Após a recuperação dos ovos do lodo, a placa de Petri contendo os ovos recuperados deve ser
envolvida em papel alumínio e incubada no escuro, em estufa a 28 °C, durante 28 dias. Este
tempo tem sido considerado como um período ótimo que garante uma margem de segurança
na análise da viabilidade. Após esse período, proceder a leitura.
Nota: É necessário oxigenar as placas pelo menos em dias alternados, para que os ovos se
desenvolvam. Como o H
2
SO
4
evapora durante a incubação, basta completar o volume da amostra,
mantendo-o em torno de 15 mL na placa
Identificação, contagem e viabilidade dos ovos
Os critérios para identificação dos ovos de helmintos é baseado, principalmente, no tamanho e
nas características morfológicas específicas dos ovos, tais como: forma, conteúdo do ovos,
espessura da membrana externa (casca), além de modificações, tais como, protuberâncias,
espículas, rolhas polares e opérculo. Quanto à viabilidade, não há um padrão para se definir
ovo viável e não viável. Assim, neste trabalho considerou-se ovo viável aquele que após o
período de 28 dias de incubação apresentou em seu interior uma larva formada e ovo não
viável aquele que permaneceu em qualquer outro estágio anterior, mas não se diferenciou em
larva.
Nota: Quando faz a identificação e contagem de ovos de helmintos no lodo, tem por rotina verificar a
análise da viabilidade dos ovos de Ascaris. Assim a leitura dos ovos é, geralmente, feita ao final dos
28 dias, onde são contados os diferentes tipos de ovos em sua totalidade e consecutivamente o número
de ovos de Ascaris viáveis e não viáveis. Esse procedimento evita a perda de ovos, quando esses são
transferidos para a câmara de contagem.
São contadas 3 câmaras de cada amostra de lodo, procedendo-se uma média dos ovos encontrados. É
contada a câmara toda, se o lodo em questão tiver muitos ovos, podem ser contados 300 quadrados e
fazer uma proporcionalidade. O uso de um contador manual é extremamente importante quando a
quantidade de ovos é muito elevada.
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144
Expressão dos resultados
A fórmula para expressão dos resultados foi adaptada para seguir o padrão de expressão da
EPA, que é dado em Ovos/grama de matéria seca .
Expressão dos Resultados
N
f
= 1000 x [ N
i
x V
f
]
V
i
x C
Em que:
N
f
= número de ovos contados na amostra analisada (ovo/g MS)
N
i
= número de ovos contados (média dos valores encontrados em cada câmara)
V
f
= Volume final da amostra (mL) (na placa de Petri)
V
i
= Volume inicial da amostra de lodo (75 g)
C = Concentração de Sólidos Totais (g/L)
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145
ANEXO A
FIGURAS DO EXPERIMENTO COMPOSTAGEM APLICADA NA
HIGIENIZAÇÃO DO LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO DA ETE MANGUEIRA
Figura 2 – Lodo no leito de secagem
aos 15 dias após a descarga
Figura 1 – Descarga Lodo no leito de
secagem
Figura 4 – Montagem das pilhas
Figura 3 – Folhas de varredura do
Campus da UFPE
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147
ANEXO B
FIGURAS DO EXPERIMENTO SOLARIZAÇÃO APLICADA NA
HIGIENIZAÇÃO DO LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO DA ETE MANGUEIRA
Figura 1 - Pré-experimento Figura 2 - Experimento
Figura 3 – Monitoramento da
temperatura, filme transparente
Figura 4 – Monitoramento da
temperatura, filme preto
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