Aplicação de cinza de biomassa no solo: estudo do perfil e lixiviado

Abstract

Estima-se que a produção de cinzas de combustão de biomassa em Portugal ultrapasse, anualmente, as 90.000 toneladas. A sua aplicação no solo é uma possibilidade para a gestão deste subproduto. Por ser geralmente rica nesses elementos, a cinza pode fornecer ao solo nutrientes fundamentais para as plantas, como Ca, Mg, K, P ou Na. Contudo, pode conter igualmente alguns metais pesados, como As, Cd, Zn, Cr, Cu ou Pb. O objetivo deste trabalho é estudar o efeito da aplicação de cinzas no perfil do solo, bem como nos seus lixiviados. Para tal, foram testados, em lisímetros à escala laboratorial, dois tipos de solo: podzol e cambissolo. Foram utilizados, por ensaio, 4 lisímetros, com aplicação de material diferente: cinza; mistura de cinza e lama biológica (50:50), agente de calagem (CaO/CaCO3) e nenhum material, numa coluna de controlo. Os materiais foram aplicados às cargas de 1 ton.ha-1 (cambissolo) e 7,5 ton.ha-1 (ambos). Foi efetuada uma simulação de precipitação diária nos perfis de solo, sendo recolhido o lixiviado. No final do ensaio de lixiviação, os perfis de solo e lixiviados foram sujeitos a extensa análise (pH, CE, distribuição granulométrica do solo, quantificação de nutrientes e metais, etc.). A aplicação de cinza aumentou ligeiramente o pH dos solos, sendo esse efeito mais pronunciado nos lixiviados. Todos os materiais testados provocam aumento de condutividade elétrica quer no solo quer no lixiviado. Quanto ao enriquecimento em nutrientes, os resultados do cambissolo são globalmente melhores do que os do podzol, tendo a cinza provocado efeito em nada inferior ao agente de calagem. O aumento de carga tornou estes resultados mais notórios. A fração de elemento que é mobilizada para o lixiviado é invariavelmente bastante reduzida.

It is estimated that the production of biomass ash in Portugal exceeds 90.000 tons per year. Its application in soils is a possible way of managing this sub-product. Because it is naturally rich in such elements, biomass ash can supply essential nutrients for plant growth, such as Ca, Mg, K, P or Na. Nevertheless, it may as well contain some level of heavy metals, such as As, Cd, Cr, Cu, Zn, Ni or Pb. This thesis’ main goal was to study the effect of the application of biomass ash in the soil profile, as well as in its leachate. To this end, essays were made with four laboratory scale lysimeters, each one receiving a different material: biomass ash, ash combined with sludge (50:50 mix), a buffering agent (CaO/CaCO3), and no material in one lysimeter, which played the role of test control. Two classes of soil have been tested (podzol and cambissol) and two rates of product application have been used: 1 and 7.5 tons per hectare. A simulation of daily natural watering of the tested soils has been made, with collection of the resulting leachate. At the end of the leaching period, leachates and soil profiles were both extensively analyzed (pH, electrical conductivity, particle size distribution, quantification of nutrients and metals, etc.). Biomass ash application slightly elevated soil pH. The effect was superior in leachates. All tested materials produced raises in electrical conductivity, both in soil and leachate. In what nutrient enrichment is concerned, the results obtained for the cambissol were globally better than the ones obtained for the podzol. It has been noticed that the effect produced by the ash has been similarly good in comparison with the buffering agent’s effect. Increasing the application rate, the results tend to improve. The fraction of element that is mobilized in the leachate is invariably minimal.