Valorização de resíduos na fertilização de solos : efeito na especiação de metais

Abstract

A aplicação de resíduos orgânicos como fertilizantes em solos agrícolas representa uma solução atractiva para reciclagem deste tipo de materiais, mas pode ter alguns riscos associados. O principal objectivo deste trabalho foi avaliar as alterações a longo prazo no conteúdo e especiação de diversos metais potencialmente tóxicos, num solo agrícola, em consequência de fertilizações com este tipo de resíduos. Para o efeito foi feita a determinação do conteúdo total dos metais Cu, Pb, Zn, Fe, Ni, Cd e Cr e da sua distribuição em diferentes fracções obtidas pelo método de extracção sequencial BCR modificado, em amostras retiradas de diferentes talhões de um solo na Alemanha, os quais foram submetidos a fertilizações controladas desde 1962. Os fertilizantes usados nessas experiências foram lamas de uma estação de tratamento de águas residuais (SLU), mistura de composto de resíduos sólidos urbanos e lamas (COM), estrume animal (FYM) e fertilizante inorgânico (MIN), este último usado como referência. A determinação dos metais nos extractos de solo foi efectuada por FAAS, ICP-MS e ICP-AES. A qualidade dos resultados foi controlada e assegurada através da análise de brancos, testes de recuperação e aplicação das mesmas metodologias de extracção e análise a uma amostra de referência. Os resultados obtidos permitiram concluir que a aplicação a longo prazo de fertilizantes orgânicos pode provocar um aumento no conteúdo total dos metais Cu, Pb, Zn, Cd e Cr nos solos, sendo a dosagem de fertilizante aplicada um dos factores com mais influência neste estudo. No entanto, no presente estudo, em nenhum caso os níveis de metais nos solos atingiram os valores máximos permitidos por lei. No estudo do fraccionamento dos metais, o tratamento estatístico dos resultados mostrou que a aplicação de resíduos orgânicos modifica a distribuição do Cu, Pb e Zn no sistema do solo relativamente à fertilização MIN. No caso do zinco, a percentagem deste metal na fracção lábil aumentou significativamente com a aplicação de COM, e da dosagem mais alta de SLU, o que, associado ao aumento do conteúdo total pode representar riscos ambientais, dado o aumento da disponibilidade do Zn para ser lixiviado para águas subterrâneas ou ser assimilado pelas plantas.

ABSTRACT: The application of organic wastes as amendments in agricultural soils is an attractive solution as a waste management strategy; however, it may involve some risks. The main purpose of this study was to evaluate the long-term changes in the total content and speciation of several potentially toxic metals in an agricultural soil as a result of fertilization with this type of wastes. For that, the total content of metals Cu, Pb, Zn, Fe, Ni, Cd and Cr and its distribution in different fractions obtained by the modified BCR sequential extraction method were determined in samples taken from different plots of a German soil, which were submitted to controlled fertilization since 1962. The fertilizers used in these experiments were sewage sludge (SLU), compost of urban solid waste mixed with sewage sludge compost (COM), farmyard manure (FYM) and inorganic fertilizer (MIN), the latter used as a control. The determination of metals in the soils extracts was done by FAAS, ICP-MS and ICP-AES. The quality of the results was controlled and assured by blank analysis, recovery tests and application the same methodologies of extraction and analysis to a certified reference sample. The results indicated that the long-term application of organic fertilizers can increase the total content of metals Cu, Pb, Zn, Cd and Cr in the soil, the effects are strongly dependent on the dose of the applied fertilizer. However, in this study, the levels of metals in the soil have never reached the maximum allowed by law. In the study of the speciation of metals, the statistical treatment of the results showed that the application of organic wastes changes the distribution of Cu, Pb and Zn in the soil in relation to the fertilization Min. In the case of zinc, the percentage of this metal in the exchangeable fraction increased significantly with the application of COM and the highest dose of SLU, which, together with the increase in total content, can represent an environmental risk, given the increasing availability of Zn to be leached to groundwater or to be assimilated by plants.