MARTIN-NETO, L.

MELFI, A. J.

MONTES, C. L.

SANTOS, L. M. dos

SIMÕES, M. L.

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REalização, Promoção,; [i:',.:~. I _\:....•...___ Apoi'::. _;,:'IAfAPERGSGramado~fa.z~!Patrocínio:~::.:';'.~::.:.::::.~:.~AJV.CRU2YqSTORAENst~ Votorantim ICelulose e Papel ~) c-,~~" COPESULBONGE/'XXXtCONGRESSO CONOUISTASBRASILEIRO & DESAFIOSDE ClENCIA da Clêncta do00 SOLO Solo br-esuetr-eDE 05 a 10 de agosto de 2007 SIi,.,.ano CEntro ce COn\.•"nçOES . Gramac:l(><RSEstudo da viabilidade do tratamento com ácido fluorídrico 100/0pararemoção de íons paramagnéticos em amostras de solos irrigados comefluente de esgoto tratado e suas respectivas frações físicasLARISSA MACEDO DOS SANTOS{Il, MARCELO LUlZ SIMÕES(2), CÉLIA REGINA MONTES(3),ADOLPHO JOSE MELFI(4) & LADISLAU MARTIN-NETO{S)RESUMO - A disposição dos resíduos geradospelas estações de tratamento de esgotos tem seconstituído em um dos maiores problemas enfrentadosna área de saneamento básico. Além de envolver, emgeral, custos elevados, os quais oneram sobremaneira oprocesso de tratamento, provoca, normalmente, grandesimpactos arnbientais. Assim sendo, este tema temdespertado a atenção tanto por parte do governo quantoda comunidade científica. Pesquisas realizadas emdiferentes partes do mundo têm mostrado não somentea viabilidade da aplicação destes resíduos naagricultura seja substituindo a irrigação convencional,ou adicionando nutrientes ao sistema solo-planta, comotambém os cuidados para evitar que sua aplicaçãopossa trazer danos arnbieniais. Deve-se ressaltar quegrande parte dos trabalhos disponíveis na literaturasobre irrigaçào com etluentes nào se refere a ambientestropicais, como o Brasil. Com isso, o presente trabalhotem como objetivo avaliar metodologias que permitamobter dados sobre o comportamento da matériaorgânica em áreas tropicais irrigados com efluentc deesgoto tratado sob cultivo de cana-de-açúcar. Umaforma pela qual pode-se avaliar a dinâmica da matériaorgânica é por meio de espectroscopias, como aressonância magnética nuclear e a ressonânciaparamagnétiea eletrônica. Contudo, a presença deconstituintes minerais, principalmente o íonparamagnético Fe3', pode causar interferência nasanálises. Neste sentido, este trabalho avaliou por meiode ressonância paramagnética eletrônica a eficiência dotratamento com ácido tluorídrico 10% para a remoçãode íons para magnéticos do solo e frações físicas: argilae areia. Os resultados mostraram que 8 lavagens comsolução de ácido tluorídrico 10% foram insuficientespara remover os íons paramagnéticos das amostras desolo e fração areia, contudo resultados sarisfatóriosforam obtidos para a fração argila. Os teores de cinzaspara as amostras de solo e fração areia, 96,3% e 97,9%,respectivamente, confirmam o alto teor de silicatospresentes nessas amostras. Os dados evidenciaram apresença de ions para magnéticos ligados fortemente àfração mineral do solo que não podem ser totalmenteextraídos por meio das lavagens com solução de ácidofluoridrico, limitando estudos utilizando análisescspcctroscópicas.IntroduçãoO tratamento de esgoto mediante o emprego de lagoasde estabilização, amplamente utilizado nas cidades depequeno a médio porte, sobretudo, no interior do Estado deSão Paulo, gera dois subproduios: (i) o lodo de esgoto, e(ii) o etluente de esgoto tratado.O efluente de esgoto tratado é um tipo de águaresiduária amplamente empregado na irrigação de culturasem países como Austrália e Israel [I]. Essa água residuáriadifere da convencionalmente empregada na irrigação porapresentar concentrações variáveis de compostos como,matéria orgânica, nutrientes (principalmente nitrogênio),sais (incluindo sais de SÓdlO), demanda química deoxigênio, demanda bioquímica de oxigênio e patógenos,dependendo da natureza do esgoto bruto e do tipo detratamento empregado [2].A matéria orgânica do solo é um componenteimportante dos agroecossistemas por interferir tanto naqualidade do solo, e, por conseguinte, na produtividade dasculturas, como na sustentabilidade ambiental [3].Em solos tropicais e subtropicais altamenteintemperizados, a matéria orgânica tem grande importânciano fornecimento de nutrientes às culturas, na retenção decátions, na cornplexação de elementos tóxicos c demicronutrientes, na estabilidade da estrutura, na infiltraçãoe retenção de água, na aeração e na atividade e diversidademicrobiana, constituindo assim, um componentefundamental para a capacidade produtiva do solo [4].Nos últimos anos, a aplicação de espccuoscopias como:ressonância magnética nuclear, ressonância paramagnéticaeletrônica, fluoreseência de luz UV -visivel e tluorescênciainduzi da por laser vêm demonstrando grande potencial paraauxiliar no entendimento dos processos relacionados com adinâmica da matéria orgânica [5-8]. Contudo, a composiçãomineralógica dos solos tropicais pode dificultar as análisespor ressonância magnética nuclear de "C no estado sólidoe por ressonância paramagnética eletrônica. Solos comaltos teores de Fe3', como os latossolos e argissolos, são degrande ocorrência no Brasil. O íon Fe3' dos óxidosinterfere nos espectros da ressonância magnética nuclear de13C no estado sólido c da ressonância paramagnéticaeletrônica. O tratamento das amostras de solo com ácidotluorídrico é uma estratégia para remover esse íon daamostra [9] e, assim, permitir a utilização dessasespectroscopias.Palavras-Chave: matéria orgânica do solo, eflueruede esgoto tratado e espcctroscopia.Material e métodosA. Campo experimentalO campo experimental está localizado no municípiode Lins-SP em área anexa a estação de esgotomunicipal.B. Classificação do soloO solo é classificado em Agissolo Vermelhodistrófico latossólico de textura média argilosa (10).e. Efluente de esgolo tratado (EET)O EET foi obtido por meio do sistema de lagoa deestabilização (Estação de Tratamento de EsgotoMunicipal, Lins-SP).D. Tratamento200: irrigação com efluente de esgoto tratado eumidade do solo 100% acima da capacidade de campo.E. Coleto das amostras de soloAs amostras foram coletas em maio de 2007, umano c dois meses após o plantio da cana de açúcar sobirrigação com efluente de esgoto tratado.F. AmostragemAs amostras de solo foram coletadas aleatoriamentenas camadas superficiais (0-10 e 10-20 cm) esubsuperficiais (20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm) nasparcelas experimentais.G. Fracionamenlo fisico por granulometriaO fracionamento fisico dos complexosorganominerais foi realizado por peneiramento esedimentação [11). Os complexos foram separados nasfrações> 53 um (areia), 20-53 um (silte grosso), 2-20um (silte fino) c < 2 um (argila).H. Tratamento com ácidofluorídricoAs amostras compostas de solo foram tratadas com8 lavagens de solução de ácido fluorídrico 10%,segundo metodologia descri ta na literatura [91.I. Teor de cinzasO teor de cinzas foi obtido por calcinação emcadinhos de platina: 10-100 mg de solo livre deumidade, a 600_'C em mufla, durante 2 horas. O teor decinzas foi calculado por diferença de massa.1. Medidas de ressonância poramognéticaeletrônicaOs espectros de ressonância para magnéticaeletrônica foram obtidos segundo a metodologiadescrita na literatura (12), potência de microondas 0,2mW, amplitude de modulação de IGpp, freqüência demodulação 100 KHz, 16 varreduras e temperaturaambiente. Os espectros foram obtidos em umespcctrôrnctro de ressonância para magnética eletrônicada Bruker-EMX, pertencente a Ernbrapalnstrumentação Agropecuária, São Carlos-SP.Resultados e discussãoA. Teor de CinzasNa Tabela I são mostrados os teores de cinzas para asamostras de solo c frações areia e argila. Os teores decinzas para as amostras de solo, fração argila e fração areia,96,3%, 77,1% e 97,9%, respectivamente, antes daslavagens com solução de ácido fluorídrico, confirmam oalto teor de silicatos presentes nessas amostras. Isso apontapara a necessidade do tratamento com solução de ácidofluorídrico, o qual tem como objetivo solubilizar e removeros constituintes minerais das amostras, entre eles íonspararnagnéticos, como o Fel+, possibilitando dessa forma oestudo destes solos por meio das técnicas de ressonânciamagnética nuclear e ressonância paramagnética eletrônica.B. Ressonância paramagnético eletronicaNa Figura I são mostrados os espectros de ressonânciaparamagnética eletrônica obtidos para a fração argila antese após as lavagens com solução de ácido fluorídrico 10%.O espectro obtido para a fração argila sem tratamentocom ácido fluorídrico (Figura I) é caracterizado por umalinha larga centrada em g ~ 2,2 oriunda da superposição delinhas decorrentes de interações dipolares entre materiaisferromagnéticos. Contudo, não se exclui também apossibilidade de alargamento espcctral associado com oaumento da taxa de relaxação por interação dipolar (13). Oalargamento espectral observado inviabiliza a detecção dosinal do radical livre orgânico e, assim, obter informaçõessobre a matéria orgânica. No entanto, no espectro obtidopara a fração argila após o tratamento com ácidofluorídrico (Figura I) foi observada significativadiminuição do sinal característico de íons Fel+. Essesresultados comprovam a viabilidade do tratamento comsolução de ácido fluorídrico 10% para a fração argila.Contudo, nos espectros obtidos para as amostras de solo efração areia após as lavagens com ácido fluorídrico (Figura2 c 3) não foi observado alteração significativa do sinalcaracterístico de íons paramagnéticos FcH Talcomportamento deve-se, provavelmente, ao alto teor deareia (~ 80%) do solo estudado fato este que podeinfluenciar significativamente na dissolução de.. silicatos,visto que a fração areia é composta principalmente porquartzo, o qual é característico por apresentar uma altaresistência ao tratamento com ácido fluorídrico (9).Na Figura I é mostrado o espectro obtido para o radicallivre orgânico que apesar de pouco intenso, confirma amelhora espcctral obtida após o tratamento com solução deácido fluorídrico 10%.ConclusõesConsiderando os resultados obtidos, eoncluimos que épossível a utilização da ressonãncia pararnagnéticaeletrônica para avaliar a dinâmica da matéria orgânica desolos, com altos teores de íons para magnéticos Fel+,irrigados com cflucnic de esgoto tratado, a partir do estudoda fração argila, onde geralmente, encontra-se o maiorperecntual de matéria orgânica dos solos. Visto que. osresultados evidenciam a melhora espcctral para a fraçãoargila após o tratamento com solução de ácido fluorídricoExcluído: .Excluído:10%.AgradecimentosIQSC/USP, ESALQ/USP, CENAlUSP,EMBRAPA-CNPDlA, CAPES, FAPESP, FINEP eSABESP.Referências[IJ EDRAKI, M.; 50, H.B. & GARDNER. E.A. 2004. waterbalance of Swamp Mahogany and Rhodes grass irripated withtreated sewage efflucm. Agrículturol Water Managemem. 67:157-171.[2J FEIGIN, A.; RA VINA, L & SHALHEVET, J. 1991. Irrigarionwith treated sewage effluent: managemeru for environmenralprotection: Bcrlin, Springcr-vcrlag. 224 p.[3J DIEKOW, J.; MARTIN-NETO, 1..; Mll.ORI, D.M.B.P.;CONCEIÇÃO, r.c., BA YER, c., MIELJ\ICZUK, J. 2005.Sistemas de preparo do solo e característicasespectroscópicas da matéria orgânica em ambientes tropicaise snbtropícais brasileiros: São Carlos, EmbrapaInstrumcntação Agropecuária.-Boletim de PesquisaDesenvolvimento. 16 p.[4J STEVENSON, F.J. 1994. 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Teor de cinzas das amostras de solo e frações argila e areia, antes e após as lavagens com soluções de ácido tluorídrico10%.Amostras Tratamentoe Teor de cinzas (%) (antes da lavagem com HF 10%)Profundidade (em)soloj'rfh.:ão areiay-ação argi Ia20020020096,397,977,10-100-100-10"Tratamento: irrigação com efluente de esgoto tratado e umidade do solo 100% acima da capacidade de campo, denominado 200.-- Antes do tratamento com HF-- Após tratamento com HFLinha larga/(g:2,2)<.o 1000 2000 3000 4000 5000H (Gauss)Figura 1. Espectros de ressonância paramagnética eletrônica obtidos para a fração argila antes e após as lavagens com solução deácido Iluorídrico 10%. Detalhe mostrando o sinal atribuído ao padrão c-", linha larga em g: 2,2 atribuído a interação dipolar Fel. eo sinal do radical livre orgânico (RLO).I •-- Antes do tratamento com HF-- Após tratamento com HFo 1000 2000 3000 4000 5000H (Gauss)Figu ra 2. Espectros de ressonância paramagnética eletrônica obtidos para o solo antes e após as lavagens com solução de ácidoIluorídrico 10%. Detalhe mostrando o sinal atribuído ao padrão c>, linha larga em g: 2,2 atribuído a interação dipolar Fel'e Osinal atribuído ao quartzo SiO,.Exduído: FraçãoExcluído: F( Exduído:-- Antes do tratamento com HF-- Após tratamento com HFo 1000 500030002000 4000H (Gauss)Figura 3. Espectros de ressonância parmagnética eletrônica obtidos para a fração areia antes e após as lavagens com solução deácido [luoridnco 10%. Detalhe mostrando o sinal atribuído ao padrão CrJ-, linha larga em g = 2,2 atnbuido a irueração dipolar Fe"eo sinal atribuido ao quartzo SiO,.

Estudo da viabilidade do tratamento com ácido fluorídrico 10% para remoção de íons paramagméticos em amostras de solos irrigados com efluente de esgoto tratado e suas respectivas frações físicas.

SANTOS, L. M. dos.

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