O Lodo de Esgoto na Agricultura

O lodo de esgoto é uma alternativa barata e ambientalmente correta

de fertilizante orgânico

• O lodo de esgoto pode sofrer desinfecção parcial para alguns agentes patogênicos e total para outros, principalmente pelo tratamento à base de cal. Nesse processo, a cal é adicionada ao lodo de modo a elevar seu pH a um valor maior ou igual a 12. 

Esta condição de pH alto cria um meio que não permite a sobrevivência da maioria dos microrganismos, não ocorrendo a putrefação do lodo, a geração de maus odores e, em conseqüência, vindo a eliminar os riscos à saúde. QASIM (1999) observou que a adição de uma dosagem a propriedade cal pode atingir uma redução de agentes patogênicos igual ou superior a 99 %, sendo mínimo o desenvolvimento de patógenos posterior.

• FERNANDES (2001), estudando a cisticercose bovina em animais da região de Araçatuba, SP, no período de 1990 a 2000, observou um aumento de 4,89 % na prevalência desse parasito, com um índice médio de 4,18 % dos animais abatidos nos frigoríficos. 

Relatou que as maiores percentuais de cisticercose de origem em animais abatidos em frigoríficos estão nos Estados de São Paulo (4,6 %) e Minas Gerais (4,36 %), seguidos pelo de Mato Grosso do Sul (3,56 %) e Mato Grosso (3,29 %). Segundo o autor, tal proporção observada nos Estados de São Paulo e Minas Gerais deve-se, principalmente, ao fato de estes apresentarem grandes concentrações de rebanhos próximos a núcleos urbanos.

• A sobrevivência de parasitos em solo agrícola foi estudada por THOMAZ SOCCO Let al. (1997), em diferentes tipos de lodo. Para o lodo digerido aeróbio, utilizando-se dose de 60 Mg ha-1, os autores observaram uma redução de 10,6 ovos de helmintos por grama de MS, para 0,19 e 0,03 ovos g-1MS aos 40 e 180 dias após a aplicação, respectivamente. 

A redução na viabilidade dos ovos, que era de 74 %, passou para 45,23 e 19,85 % , respectivamente aos 40 e 180 dias após a aplicação. Considerando que o limite máximo de ovos de helmintos, sem riscos à saúde humana, adotado pelas agências de fiscalização ambiental do Estado de São Paulo e Paraná, que segue a normativa da EPA (USEPA, 1992), é de 0,25 ovos viáveis g-1 de MS, a redução de patógenos obtida por esses autores foi significativa.

• FERNANDES (1996) testou doses de 30, 40 e 50 % de cal em relação à massa seca de lodo e obteve uma porcentagem média de remoção de patógenos da ordem: de 99,4 a 99,95 para coliformes totais; de 100 % de coliformes fecais; de 100 % de salmonelas; de 92,23 a 100 % de estreptococos; de 75,33 a 81,00% de ovos de helmintos; de 98,38 a 100 % de larvas de helmintos e 100 % para cistos de protozoários.

O uso de lodo digerido com cal tem a finalidade de reduzir os níveis de infestação por patógenos, possibilitando maior segurança na sua aplicação. Porém, em lodos obtidos a partir de processos que originam produtos com menor uso de cal e cloreto de ferro, a disponibilidade de P para as culturas pode ser maior, reduzindo a demanda de suplementação com fertilizantes fosfatados, conforme observado por VAZ e GONÇALVES (2002). 

• Também JORGE et al.(1991) concluíram que o uso de lodo tratado com cal promove o aumento do pH e do teor de cálcio no solo, reduzindo o teor de alumínio trocável, podendo resultar numa menor estabilidade de agregados.

Ao ser depositado no terreno, os organismos (bactérias, ovos de helmintos ou cistos de protozoários) permanecem na superfície do solo e dos vegetais, sendo o tempo de sobrevivência dependente do próprio organismo. Os ovos de Ascaris sp são os mais resistentes, e, por isso mesmo, utilizados para o monitoramento da qualidade do tratamento de lodo em solos. 

• A granulometria e o pH do solo afetam a sobrevivência desses organismos. Em solos arenosos o tempo de sobrevivência de helmintos é menor (HAYS, 1977). Os raios solares incidindo diretamente sobre os microrganismos produzem sua dessecação, reduzindo seu tempo de sobrevivência. O lodo aplicado em superfície sem incorporação resulta na redução no tempo de sobrevivência pela incidência direta dos raios solares (ROSAZ, 1991).

Contaminação por Nitrato:

• A conversão do N orgânico a formas minerais geralmente acontece de forma rápida em solos com alto teor de matéria orgânica, influenciados por fatores climáticos, físicos e biológicos. No que se refere ao lodo de esgoto em estudo, os fatores de maior importância na mineralização do nitrogênio são a relação C/N e a umidade. 

Segundo TISDALE et al. (1985), em razões superiores a 30/1, ocorre a imobilização de N; em razões de 20 a 30/1 pode haver tanto a imobilização quanto a mineralização, e, em razões menores que 20/1 usualmente ocorre a mineralização.

• A umidade, como fator condicionante da mineralização, conforme HIROSE e KUMADA (1963), tem sua taxa de mineralização aumentada com a elevação da umidade, observando o limite entre 50 e 90 % da capacidade de retenção. 

MAGDOFF e AMADON (1980) constataram que mais de 55 % do N orgânico adicionado ao solo foi mineralizado no primeiro ano após aplicação. Porém, para lodo digerido anaerobicamente, MAGDOFF e CHROMECH (1977) observaram que houve mineralização de 14 a 25% do N orgânico no primeiro ano após a aplicação. Também HSIEH et al. (1981) observaram maior taxa de mineralização do lodo digerido, em comparação ao ativado.

• O emprego de lodo de esgoto na agricultura, de forma continuada, é uma forma de disposição de baixo custo, porém pode trazer riscos de poluição das águas subterrâneas causados pela lixiviação do nitrato.Ao contrário dos aspectos relacionados com metais pesados, o potencial de lixiviação de nitrogênio, proveniente da aplicação do lodo de esgoto em áreas agrícolas, não tem sido avaliado nas condições brasileiras. 

Nos Estados Unidos e em diversos países da Europa verifica-se que este problema tem recebido grande atenção, principalmente no que concerne aos ricos de contaminação de águas subterrâneas (HUE, 1995). Com relação a esse assunto,GOMES e ESPÍNDOLA (2003) mapearam a vulnerabilidade e verificaram o índice de nitrato no aqüífero livre na área urbana de Pereira Barreto, SP.

• De acordo com MUCHOVEJ e RECHCIGL (1995), águas com concentrações de NNO3 maiores que 3,0 mg L-1 já podem ser consideradas contaminadas. Segundo esses autores,a Organização Mundial de Saúde (OMS) estabelece para a água potável uma concentração máxima aceitável de 10 mg L-1, padrão também adotado no Brasil pela Comissão Nacional de Normas e Padrões para Alimentos do Ministério da Saúde (BRASIL, 1990). 

OLIVEIRA et al. (2001) estudaram a lixiviação de nitrato em um Latossolo Amarelo Distrófico, utilizando doses elevadas de lodo de esgoto: 33, 66 e 99 Mg ha-1 numa primeira aplicação e 37, 74, 110 Mg.ha-1 um ano após a primeira aplicação. Considerando o teor de NNO3 contido no lodo, foram aplicados 844, 1688 e 2532 kg ha-1 de N no primeiro ano, e 803,1607 e 2388 kg ha-1 de N. 

• Foram feitas avaliações do nitrogênio nas formas de N-NO3- e NNH4+ na solução do solo, coletada a 0,3; 0,6 e 0,9 m de profundidade, em função da ocorrência de chuvas, aos 39, 94, 175, 209, 313, 342, e 396 dias após a incorporação da segunda aplicação de lodo de esgoto. Os autores observaram que maiores fluxos descendentes de NNO3- e N-NH4+ ocorreram aos 39 e 94 dias após a incorporação. Aos 175, 209 e 313 dias após a incorporação, observaram fluxo ascendente de água devido à baixa quantidade de chuvas aliada à evapotranspiração. 

Observaram também que, do total de N-NO3- lixiviado, o N-NH4+representava apenas 0,6 %, indicando que no solo bem drenado e com predomínio de condições anaeróbias o N-NH4 + fora rapidamente oxidado a N-NO3 -. À profundidade de 0,3 mas maiores concentrações foram observadas aos 39 dias após a incorporação, sendo de 2,75; 27,67; 41,17; 59.98 e 137,87 mg L-1 para a testemunha, tratamento mineral, e doses de mínima, média e máxima de lodo, respectivamente. 

• À profundidade de 0,9 m foi observado teor de N-NO3- de 1,47 mg L-1 para a testemunha e de 8,08 para o tratamento com fertilizante mineral. Para os tratamentos com lodo, as concentrações foram bem levadas (48,10; 64,16 e 124,52 mg L-1 de N-NO3 - para a dose mínima, média e máxima de lodo, respectivamente),acima, portanto dos 10 mg L-1, adotado pela Organização Mundial da Saúde, segundo os autores, traduzindo-se num elevado risco de contaminação do lençol freático.

Elevados teores de nitrato foram também observados por VIEIRA (2000), em estudos da mineralização do N com aplicação de doses 8, 16, 32 e 64 Mg ha-1 de lodo de esgoto num LATOSSOLO AMARELO textura arenosa, onde os teores de nitrato observados na camada de 0,0 a 0,20 m foram de 168,67 mg kg-1 para o tratamento com dose máxima de lodo, estando esse valor muito acima do obtido na testemunha (3,3 mg kg-1) e do limite máximo adotado pelo Ministério da Saúde (10,0 mg kg-1). 

• Segundo a autora, os dados foram obtidos num período de baixos índices pluviométricos, podendo se obter valores superiores nos períodos de chuvas, quando a taxa de mineralização se eleva, além de acentuar o risco com a lixiviação do excesso de nitrato.

Disposição final do lodo de esgoto:

• A par de suas potencialidades negativas, o lodo de esgoto encerra em sua composição todos os nutrientes essenciais às plantas, principalmente o nitrogênio, fósforo e micronutrientes, assim como elevado teor de matéria orgânica, o que torna atrativo seu uso como fertilizante, ou como condicionador de propriedades do solo (MELO et al., 2004a).

Mais de 90 % do lodo produzido no mundo tem sua disposição final por meio de três processos: incineração, disposição em aterro e uso agrícola. A forma predominante é o uso agrícola denominada “uso benéfico”. Nos Estados Unidos, cerca de 55,0 % do lodo produzido tem como destino a disposição agrícola, e deverá atingir 61,5 % até o ano de 2010, segundo dados da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA, 1999).

• Na Europa, segundo DAVIS e HALL (1997), a reciclagem agrícola, assim como a disposição em aterros sanitários são alternativas predominantes, onde são direcionadas, para cada uma dessas formas de disposição, 40 % do lodo produzido. Atualmente, a produção de lodo no Brasil está estimada em 150 a 220 mil toneladas de matéria seca por ano, segundo ANDREOLI e PINTO (2001). 

Esses autores consideraram que, devido aos baixos índices de coleta e tratamento de esgoto ainda existentes no País, e à pressão da sociedade por melhores condições ambientais, há uma potencial tendência de ocorrer um incremento substancial na quantidade de lodo produzido na próxima década, podendo alcançar valores próximos a 325 mil toneladas por ano.

• No Brasil, grande parte do lodo produzido tem como destino final o aterro sanitário, sendo esse processo denominado “co-disposição”, uma vez que o lodo é disposto juntamente com os resíduos sólidos domiciliares (LUDUVICE e FERNANDES, 2001). 

Segundo esses autores, o lodo deve apresentar, no mínimo, 20 % de sólidos totais, e que, resíduos com elevada umidade podem aumentar a produção de percolados no aterro e diminuir a estabilidade do talude, além de dificultar a compactação do lixo sólido.

• Apesar de não haver no Brasil uma legislação específica que normatize e autorize o uso agrícola do lodo de esgoto, algumas estações de tratamento o têm feito mediante licenciamentos junto a órgãos ambientais, uma vez que o material é considerado um resíduo e, portanto, passível de fiscalização ambiental. 

No Estado de São Paulo, em particular, duas estações de tratamento obtiveram autorização para o uso agrícola do lodo, pelo registro deste como produto orgânico, junto ao Ministério da Agricultura. Tratam-se das estações de tratamento das cidades de Franca e Jundiaí, cujo lodo produzido é todo disponibilizado à agricultura a partir de doação do material via projeto agrícola apresentado pelo agricultor (Informes pessoais junto ao escritório do MINISTÉRIO DA AGRICULTURA em Campinas, SP). 

• Com o aumento no número de estações de tratamento de esgoto gerando mais lodo e com o impacto causado pela falta de alternativa para disposição de grande parte de lodo atualmente em produção, principalmente pelas estações da Região Metropolitana de São Paulo, e considerando-se ainda a produção elevada de lodo pelas duas estações da CAESB, em Brasília, DF, passou a constituir preocupação uma normatização do seu uso em áreas agrícolas, tendo em vista ser esta considerada mais econômica e, considerando alguns cuidados quanto ao seu uso, a forma ambiental mais correta. 

Com isso, o Ministério do Meio Ambiente, pelo CONAMA - Conselho Nacional de Meio Ambiente - deu início ao desenvolvimento de uma nova resolução que regulamentará o uso agrícola desse material.

Uso do lodo de esgoto na agricultura:

• O uso de lodo de esgoto na agricultura constitui uma alternativa viável e interessante, pois o resíduo é fonte de matéria orgânica e de nutrientes para as plantas (ROS et al., 1993), além de proporcionar, de forma contínua, o fornecimento de nutrientes para o solo e para o sistema radicular das árvores ao longo de vários anos, garantindo a manutenção do teor desse elemento nas folhas, com reflexo positivo na produtividade (ZABOWSKI e HENRY, 1994).

Reflexo no rendimento das culturas:

• Diversas culturas têm sido testadas para o emprego do lodo de esgoto em solos agrícolas. Dentre as que oferecem boas respostas ao seu uso, o milho tem se revelado como uma das mais promissoras ao seu emprego. 

Seu ciclo se adequa ao tempo de mineralização da matéria orgânica e, com isso, possibilita melhor aproveitamento dos constituintes dos resíduos de esgoto. A aplicação do lodo de esgoto compensa, de certa forma, o depauperamento do solo proporcionado pela exportação de nutrientes da cultura quando esta se destina a silagem.

• Vários experimentos têm acusado um aumento de produção de até 60 % na produção de milho, quando utilizado o lodo de esgoto, como indicam os dados da SANEPAR (1997). A aplicação de doses de lodo de esgoto com teores de nutrientes duas vezes superiores ao recomendado promoveu um acréscimo de 25 % na produção de milho, quando comparada ao tratamento com fertilizantes químicos (GALDOS et al., 2004). 

Os resultados de matéria seca do tratamento com a dose máxima de lodo (21,6 Mg.ha-1 de massa seca) apresentaram valores superiores a 39 % em relação a testemunha, tratada com fertilizante químico no primeiro ano de avaliação, sendo essa diferença reduzida para 26 % no segundo ano. 

• SILVA et al. (2000), em estudo com lodo de esgoto em um LATOSSOLO VERMELHO com milho, observaram que uma dose de 5,4 Mg ha-1 foi suficiente para manter a produção da cultura em 4700 kg ha-1, sendo que o efeito residual manteve esse nível de produção por mais três anos. Esses autores determinaram a dose de 19 Mg ha-1 como a de produtividade máxima do milho.

Aplicando lodo de esgoto a uma rotação milheto x aveia preta-ervilhaca, ROS et al. (1993) obtiveram aumentos na produção de matéria seca tanto do milheto (efeito imediato), como para a consorciação aveia-ervilhaca (efeito retardado).

• O lodo de esgoto, quando em dose adequada, não interfere na nodulação da soja, podendo substituir a fertilização fosfatada, de acordo com VIEIRA e SILVA (2004). Esses autores testaram doses com teores de fósforo equivalente à metade e ao dobro da dose adequada, em um LATOSSOLO VERMELHO textura média. Quanto à produção, observaram valores de produção semelhantes entre os tratamentos com lodo (3,0 e 6,0 Mg ha-1) e o tratamento com fertilizantes, demonstrando que, nessas doses, o lodo poderia suprir a necessidade de fósforo para a cultura da soja.

O lodo de esgoto, utilizado com adubo

Reflexo nas propriedades químicas do solo:

Nitrogênio, fósforo e potássio

• A qualidade dos nutrientes contidos no lodo depende do esgoto que lhe deu origem e do tipo de tratamento que sofreu. Os nutrientes encontrados em maior quantidade são o nitrogênio e o fósforo.

O nitrogênio é o elemento de maior valor econômico contido no lodo, sendo também o que conduz a maiores resposta de produção pelas culturas. Suas origens são os dejetos presentes no lodo de esgoto e da biomassa microbiana, ocorrendo na forma inorgânica(mineralizados) como nitrato e amônio, e orgânica, constituindo moléculas de proteínas, aminoácidos, amidos, associados a polímeros etc.

• A fração orgânica do N no lodo constitui a maior porção, variando de 70 a 90 %, dependendo do tipo e da idade do lodo. As formas minerais (nítrica e amoniacal), apesar de representarem pequena fração, apresentam-se prontamente disponíveis para as plantas, enquanto o N orgânico deverá passar pelo processo de mineralização, transformando-se lentamente em formas minerais, para só então ser absorvido pelas plantas.

O N mineral no solo é considerado elemento efêmero, pois é logo absorvido pela planta, lixiviado ou perdido para a atmosfera, pela desnitrificação. A disponibilidade do N contido no lodo para as plantas pode ser determinada pela soma dos nitrogênios orgânico, nítrico e amoniacal, devendo se considerar, para tanto, as proporções de mineralização do N orgânico e a volatilização do N amoniacal. 

• A mineralização do N orgânico deve ser determinada para cada tipo de solo e de lodo utilizado, porém as pesquisas apontam um valor médio de mineralização da ordem de 30 a 40% no primeiro ano após a aplicação, 10 a 20 % no segundo ano e 5 a 10 % no terceiro ano. Quanto à volatilização do N amoniacal, esta é variável com a aplicação do lodo. O resíduo incorporado logo após a geração e aplicação tende a perder menos N. 

Considera-se, para efeito de cálculo, que haja uma perda aproximada de 20% do N amoniacal, sendo o N nas formas de nitrato e nitrito os mais prontamente disponíveis às plantas (KIEHL, 1985).

• A alta solubilidade do N representa grande risco de contaminação do lençol freático. Por essa razão, as doses de lodo, muitas vezes, são limitadas em função do aporte de N adicionado com o lodo, que não deve ser superior à demanda da cultura. Os elementos nutrientes contidos em altas proporções no lodo de esgoto podem permitir, quando adicionados ao solo, não somente um maior desenvolvimento vegetal, pela maior assimilação desses elementos pela planta, como também pelo aumento nas concentrações desses elementos no solo ao longo do tempo, principalmente pela mineralização do C orgânico contido nesse material, aumentando sua disponibilidade (VAZ e GONÇALVES, 2002). 

Esses autores observaram maior assimilação do N e S pela planta a partir da constatação de aumento nos teores desses elementos nos tecidos de plantas de eucalipto, sob tratamento com doses de 40 Mg ha-1 de lodo, aos 6 e 12 meses após a aplicação.

• Segundo esses autores, a maior absorção e assimilação do N é aceita como uma das principais causas da resposta ao crescimento das árvores às doses crescentes de lodo de esgoto e que, no estádio juvenil, até aproximadamente 24 meses, período em que ocorre a expansão da área foliar e sistema radicular, a demanda de N é muito elevada.

A adição de N, principalmente em solos com baixo teor de matéria orgânica, como é o caso da maioria das áreas de plantio de eucalipto e também das áreas degradadas, resulta em acréscimos na taxa de crescimento das plantas, sendo que esse efeito perdura até o fechamento das copas, ocasião em que o fator limitante ao crescimento das árvores passa a ser a competição por luz e água, e que o suprimento de N via mineralização da matéria orgânica do solo e ciclagem de nutrientes atende à demanda das árvores (BARROS et al., 1990).

• RAIJ (1998) apresentou resultados do incremento de nitrogênio disponível e de fósforo no solo pela adição de lodo de esgoto da ordem de três vezes a quantidade máxima necessária recomendada para a maior parte das culturas de grãos, para uma dose de 32 Mg ha-

Esse autor observou que, para essa mesma dosagem, ocorreu uma adição de 100 kg de Nitrogênio disponível, sendo que outros 170 kg foram inseridos na forma orgânica, contribuindo para aumentar ainda mais o nitrogênio disponível ao longo do tempo. Assim, o uso do lodo de esgoto, como adubo orgânico, contribui para reduzir os gastos com fertilizantes, principalmente os fosfatados e nitrogenados (CARVALHO e BARRAL, 1981). 

• SILVA et al. (2000) observaram que o lodo de esgoto melhora a fertilidade do solo pelo fornecimento de nutrientes, principalmente de Ca, P, S e Zn e pelo aumento da CTC efetiva, utilizando lodo tratado com calcário.

O fósforo contido no lodo provém de dejetos, células de microrganismos que atuam no tratamento de esgoto e detergentes e sabões que utilizam fosfatos como aditivos (TSUTIYA, 20001b). O lodo é rico em fósforo e apresenta uma biodisponibilidade superior a 80 % do total contido no lodo (RAIJ et al., 1997). 

• Devido à alta capacidade de fixação do P no solo (adsorção, precipitação), apenas 5 a 30 % do P aplicado por meio do fertilizante químico são aproveitados pelas plantas (MALAVOLTA, 1980). O lodo pode contribuir para a otimização do P na agricultura, apresentando liberação lenta e contínua às plantas; pode atuar no ciclo do P no solo, auxiliando a disponibilidade do P mineral fixado, uma vez que a matéria orgânica contida no lodo, ao ser decomposta, libera ácidos, solubilizando parte do P fixado no solo; complexa o P da solução do solo, liberando-o mais tarde, podendo ainda revestir os componentes do solo que fixam o P mineral (ANDREOLI et al., 2001). GALDOS et al. (2004) observaram aumento do teor de fósforo em solo que recebeu 21 Mg ha-1 de lodo de esgoto, passando de médio para alto na profundidade de 0,00 a 0,05 m.

Esses autores observaram também maior teor de P disponível (extraído por NaHCO3) e do P solúvel ligado aos óxidos de Fe e Al (extraídos com NaOH). Isso indica, segundo os autores que, se a aplicação de lodo pode disponibilizar P, essa disponibilidade pode ser rapidamente reduzida pela interação do nutriente com os componentes dos solos tropicais (óxidos de Fe e Al).

Produção Agrícola