Características bioquímicas de solos degradados de áreas mineiras: efeitos da reabilitação

Abstract

O solo desempenha funções importantes no contexto dos atuais desafios ambientais, incluindo a regulação dos ciclos biogeoquímicos. Uma das principais fontes de degradação dos solos é a atividade mineira e posterior abandono, sendo esta responsável pela deterioração da sua qualidade e fertilidade, nomeadamente através da depleção de nutrientes, matéria orgânica e atividade microbiana. O presente estudo teve por objetivo contribuir para o projeto LIFE No_Waste (LNW) que se encontra a testar novas soluções para os problemas de degradação dos solos associados à atividade mineira em Portugal, visando a reabilitação de algumas funções do solo. O efeito de dois aditivos - cinzas de biomassa e lamas biológicas provenientes da indústria da pasta de papel (combinados ou separados, estabilizados e não estabilizados) - aplicados na regeneração de três solos de minas degradadas na Faixa Piritosa Ibérica foi avaliado ex situ em amostras recolhidas no projecto-piloto, nomeadamente por quantificação sazonal da respiração basal, biomassa microbiana, conteúdo de carbono e de macronutrientes enquanto indicadores de recuperação dos solos A aplicação dos aditivos teve um efeito positivo na respiração basal (RB) e na biomassa microbiana (BCM) (aumento até 82% e 70% respetivamente com aplicação de cinza granulada e lama compostada). As concentrações de todos os macronutrientes também aumentaram quando comparadas com o controlo, ainda que a sua biodisponibilidade tenha diminuído ao longo do tempo. Os tratamentos contendo apenas cinzas não permitiram aumentar o conteúdo de azoto dos solos. A concentração de carbono solúvel em água quente (HWC) aumentou com aplicação de aditivos, sendo a aplicação de lamas e cinzas a mais eficaz no aumento do conteúdo de carbono (entre 2 e 18 vezes mais do que nos talhões de controlo) O teor de carbono solúvel em água fria (WSC) também aumentou com a aplicação de lamas e cinzas tal e qual (entre 3 e 7 vezes mais). Verificou-se ainda uma correlação aproximadamente linear entre a RB do solo e os teores de BCM, WSC/HWC e N. Finalmente, a sazonalidade das amostragens teve efeito notório nas concentrações das diferentes variáveis, e não se verificaram diferenças significativas entre o comportamento bioquímico dos diferentes solos. Este trabalho permitiu demonstrar que a aplicação de cinzas de biomassa é benéfica na reabilitação de solos degradados de minas - refletido pelo aumento dos indicadores testados e pela diminuição do quociente metabólico (qCO2) - e ainda que a incorporação de aditivos orgânicos (lamas biológicas) permitiu aumentar significativamente a resposta microbiológica e os stocks de nutrientes.

Soil plays important roles in context of current environmental challenges, including the regulation of biogeochemical cycles. One of the main sources of soil degradation is mining activity and its subsequent abandonment, which is responsible for the deterioration of soil quality and fertility, namely through depletion of nutrients, organic matter and microbial activity. This study aims to contribute to the LIFE No_Waste (LNW) project, which is testing new solutions for soil degradation associated with mining activity in Portugal, aiming at the rehabilitation of some soil functions. The effect of two additives - biomass ashes and biological sludge from the pulp and paper industry (combined or separated, stabilized and unstabilized) applied for regeneration of three soils from degraded mines in the Iberian Pirite Belt was evaluated ex situ in samples collected in the pilot project, namely by seasonal quantification of basal respiration, microbial biomass, carbon and macronutrients content as indicators of soil recovery. The application of the additives had a positive effect on basal respiration and on microbial biomass (up to 82% and 70% respectively with application of granulated ash and composted sludge). The concentrations of all macronutrients also increased when compared to the control, although their bioavailability has decreased over time. Treatments containing ash only did not allow increase the nitrogen content of the soils. Hot water soluble carbon (HWC) concentration increased with the application of the additives, with ash and sludge application most contributing for the increase in carbon content (c.a. 2- to 18-fold as compared with the control plots). Water soluble carbon (WSC) content also increased with the addition of ash and sludge not stabilized (c.a. 3- to 7-fold). An approximately linear correlation between soil RB and the content of BCM, WSC/HWC and N was also verified. Finally, the seasonality of sampling had a notorious effect on the concentration of the different variables and there were non-significant differences between the biochemical behavior of the three different soils. This study allowed to demonstrate that the application of biomass ash is beneficial in the rehabilitation of degraded mining soils of mines – reflected by the increase in the indicators tested and decrease in the metabolic quotient (qCO2) - as also the incorporation of organic additives (biological sludge) allowed to significantly increase the microbiological response and the nutrient stocks.