MARTIN-NETO, L.

MELFI, A. J.

MILORI, D. M. B. P.

MONTES, C. R.

SANTOS, L. M. dos

SILVA, W. T. L. da

SANTOS, L. M. dos.

SILVA, W. T. L. da.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Caracterização de solos irrigados com efluente de esgoto tratado por espectroscopia de fluorescência induzida por laser (FIL)

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R~alização. Promoção,l(~UfRGSApoio,'lÁFAPERGSJ2t Gramado<z:» ~fc.z~!_IU.DtNDlPatrocínio:~w;:.;,r:.:~."':.:~:,c;:~:XlH<DEERE ~d;.5:~~ y~STORAENSO ~ Votorantim ICelulose e PapelBLJNGEXXXICONGRESSO CONQUISTASBRASILEIRO & DESAFIOSDE CIÉNCIA da CiÊncia do00 SOLO Solo brasileiraDE 05 a 10 de agosto de 2007 Serrano Centro deConvencôee . Gramado-RSCaracterização de solos irrigados com efluente de esgoto tratado porespectroscopia de fluorescência induzida por laser (FIL).LARISSA MACEDO DOS SANTOS(I), DÉBORA MARCONDES BASTOS PEREIRA MILORI(2),WILSON TADEU LOPES DA SILVA (3\ CÉLIA REGINA MONTES(4), ADOLPHO JOSE MELFI(S)& LADISLAU MARTIN-NETO(6)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 ambientais. Assim sendo, este tema temdespertado a atenção por parte do governo quanto dacomunidade 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 ambientais. Deve-se ressaltar quegrande parte dos trabalhos disponíveis na literaturasobre irrigação com etluentes não se referem aambientes tropicais, como o Brasil. Com isso, opresente trabalho tem como objetivo avaliar o grau dehurnificação de solos tropicais irrigados com efluentede esgoto tratado sob cultivo de cana-de-açúcar, pormeio de espectroscopia de fluorescência induzida porlaser. Visto que, as técnicas espectroscópicas deressonância magnética nuclear e ressonânciaparamagnética eletrônica, apresentam restrições noestudo deste solo, Argissolo, devido a presença de íonsparamagnéticos Fe3+. Os resultados obtidosevidenciaram variações nos teores de carbono e no graude hurnificação proporcionadas peja irrigação comefluente de esgoto tratado. Essas variações sãodecorrentes do aumento da atividade de decomposiçãoda matéria orgânica, estimulada pelo aumento de águano solo.IntroduçãoEm todo o mundo, devido a escassez de água, existeuma crescente competição pelo uso entre diversos setoresda sociedade. O consumo na agricultura é grande emrelação a outros tipos de utilização, podendo afetar adisponibilidade deste recurso para a população urbana seeste não for bem administrado. No Brasil, a agriculturaconsome cerca de 61% da água doce total [1]. Portanto, édesejável uma realocação dos recursos hídricos.A irrigação dos solos com etluente de esgoto tratado,desde que realizada de forma controlada, é altamenteatrativa, pois possibilita a reciclagem da matéria orgânica enutrientes dos efluentes, além de proporcionar (I) economiade fertilizantes, (lI) a liberação de outras fontes de águapara o consumo humano, (Il l) resolução de problemasadvindas das descargas desses efluentes nas águas desuperfieie ou subterrânea, (IV) melhoria das condiçõesquímicas, fisicas e biológicas do solo devido a adição denutrientes a matéria orgânica [2].Deve-se ressaltar, entretanto, que embora um grandenúmero de trabalhos sobre a viabilidade de utilização, deforma sustentável, da irrigação com efluente de esgototratado esteja disponível na literatura, na maioria dos casos,eles não se referem a ambientes tropicais, como o Brasil.Com isso, é de suma impotância caracterizar a matériaorgânica proveniente do efluente, bem como, estudar oprocesso de humificação dos solos irrigados.A espectroscopia de FIL aplicada a solos é uma novametodologia que tem se mostrado eficiente na análise damatéria orgânica de solos inteiros, fornecendo resultados deuma maneira ágil, sem artefatos e em condições próximasdas naturais [3]. Além disso, tem a vantagem de poder seraplicada a amostras de solo com alto teor de óxidos deferro, incluindo os Argissolos(I) Larissa Macedo dos Santos li Doutoranda do Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo/ Embrapa lnstrumentaçãoAgropecuária. Rua XV de Novembro, 1452, São Carlos, SP, CEP 13560-970. E-mail: lanssaíaknpdia.cmbrapa.br(2) Débora Marcondes Bastos Pereira Milori é Pesquisadora da Embrapa Instrurnentação Agropccu:iria . Rua XV de Novembro, 1452, São Carlos, SP,CEP 13560-970.(J) Wilson Tadeu Lopes da Silva é Pesquisador da Embrapa lnstrumentação Agropecuária . Rua XV de Novembro, 1452, São Carlos, SP, CEP13560-970.(') Celia Regma Montes é Professora da Universidade de São Paulo, Centro de Energia Nuclear na Agncultura. Av. Centenário, 303, Piracicaba, !>P,CEP 13416-000.(5) Adolpho José Melfi é Professor da Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. Av. Pádua Dias, 11, Piracicaba,SP, CEP 13418-900.(6) Ladislau Martin-Neto é Pesquisador da Embrapa Instrurnentação Agropecuária . Rua XV de Novembro, 1452, São Carlos, SP, CEP 13560-970.Apoio financeiro: CAPES e FAPESP.Palavras-Chave: matéria orgaruca do solo,efluente de esgoto tratado e fluorescência induzida porlaser.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 [4).C. Efluente de esgoto tratado (EET)O EET foi obtido por meio do sistema de lagoa deestabilização (Estação de Tratamento de EsgotoMunicipal, Lins-SP).D. TratamentosSI: Sem irrigação, sem dose de fertilização nitrogenadamineral;100: irrigação com EET e umidade do solo nacapacidade de campo;125: irrigação com EET e umidade do solo 25% acimada capacidade de campo;150: irrigação com EET e umidade do solo 50% acimada capacidade de campo;200: irrigação com EET e umidade do solo 100%acima da capacidade de campo.E. Coleta das amostras de soloAs amostras foram coletas em maio de 2007, umano e dois meses após o plantio da cana de açúcar sobirrigação com EET.F. AmostragemAs amostras de solo foram coletadas aleatoreamentenas camadas superficiais (0-10 e 10-20 em) esubsuperficiais (20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm) nasparcelas experimentais.G. Determinação do teor de carbonoA determinação do teor de carbono foi realizada noequipamento LECO model CN 2000, pertencente aoCENA-USP.H. Sistema para medidas de FILConstituído de um laser de argônio (1), de umprisma para separação da ermssao laser dafluorescência do gás (2), de espelhos para condução daexcitação até a amostra de solo (3. 4 e 5), de uma lemepara coletar a fluorescéncia (6), de um moduladorópiico (optical chopper) (7), de um filtro para suprimira excitação no sistema de detecção (8), de ummonocrornador (CV1, L=25 em) (9), de umafotomultiplicadora (10), de um amplificador lock-in(11) e de um microcornputador dotado de placa deaquisição e software de controle e aquisição de dados(12). O laser de argônio foi sintonizado na linha de 458nrn com potência de 400 mW. A resolução espectral dosistema foi avaliada em 4 nrn (Figura I).1. Determinação do grau de humificação (HFlJO HFIL foi obtido através da razão entre a área doespectro de emissão da fluorescência com excitação em458 nrn (ACF) e a concentração de carbono orgânico total(COT) [3], ou seja:Resultados e discussãoA. Teor de carbonoNa Tabela I são mostrados os teores de carbono para asamostras de solo.A partir dos resultados obtidos, foi observado umadiminuição no teor de carbono para os solos irrigados comefluente de esgoto tratado, diminuição essa maissignificativa nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 em, Esseresultado pode ser devido à alteração da taxa dedecomposição da matéria orgânica do solo, ocasionadopela adição do efluente [5). Pelo fato da taxa demineralização ser altamente dependente do potencial deágua no solo [6-7), o fator umidade constante (medianteirrigação) associado às altas temperaturas, promove umarápida mineralização do material orgânico adicionado aosolo [8). Assim, a irrigação com ef1uente tem o potencial demodificar os processos de ciclagem do carbono, pelo fatode aumentar a água no solo para teores que estimulam aatividade de decomposição da matéria orgânica [5,9).B. HFILNa Figura 2 são mostrados os Hm das amostras de soloirrigadas ou não com ef1uente de esgoto tratado nasprofundidades de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 em.De maneira geral, para todos os tratamentos foiobservado um aumento gradual no HFtLda matéria orgânicado solo ao longo do perfil, sendo que os menores valoresdo HF1Lforam encontrados nas camadas de 0-10 e 10-20 em(Figura 2), o que é devido a presença de restos vegetais quese acumulam preferencialmente na superficie do solo [10).As variações observadas no HFIL entre os diferentestratamentos corroboram com os resultados obtidos para osteores de carbono, onde foi observada uma tendência aoaumento do HF1L, devido à alteração da taxa dedecomposição da matéria orgânica do solo, ocasionada pelaadição do efluente.ConclusõesConsiderando os resultados obtidos, concluimos que asvariações no teor de carbono e no HrrL' observadas para ossolos irrigados com efluente de esgoto tratado, sãodecorrentes do aumento da atividade de decomposição damatéria orgânica, estimulada pelo aumento de água no solo.AgradecimentosIQSC/USP, ESALQIUSP, CENNUSP, EMBRAPA-CNPDIA, CAPES, FAPESP, FINEP e SABESP.Referências[I] CHRISTOFlDIS, D. 2001. Olhares sobre a politica derecursos hídricos no Brasil: O caso da bacia do rio SãoFrancisco. Brasília: Universidade de Brasília. 424p.[2] FONSECA, A.F. 2005. Viabilidade Agronômica-Ambiental daDisposição de Ej/uente de Esgoto Tratado em um SistemaSolo-Pastagem. Tese de Doutorado, Curso de Pós Graduaçãoem Agronomia: Solos e Nutrição de Plantas, ES;\LQ-USP,Piracicaba.[3] MILORI, D. M. B. P.; GALETl, H. V. A.; MARTIN-NETO,L; DlEKOW, J.; GONZÁLEZ-PÉREZ, M.; BAYER, C. &SALTON, J. 2006. Organic matter study ofwhole soil sampleusing laser-induced fluorescence spectroscopy. Soil ScienceSociety American Journal, 70: 57-63.[4] EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRlA.CENTRO NACIONAL DE PESQUISA DE SOLOS. 1999.Sistema Brasileiro de Classificação de Solos: Rio de Janeiro.412 p.[5] FALKINER, R.A. & SMITH, C.J. 1997. Changes in soilchemistry in effluent-irrigated Pinus radiata and Eucalypiusgrandis. Australian Journal of Soil Research, 35: 131-147.[6] STANFORD, G. & EPSTEIN, E. 1974. Nitrogenmineralization-water relations in soils. Sai! Science Society oJAmerica Proceedings, 38: 99-102.[7] MYERS, RJ.K.; CAMPBELL, C.A. & WElER, K.L 1992.Quantitative relationship between net nitrogen rnineralizarionand moisture content of soils. Canadian Journol oJ SoilScience, 62: 111-124.[8] ARTIOLA, J.F. & PEPPER, I.L 1992. Longtenn influence ofliquid sewage sludge on the organic carbon and nitrogencontent of a furrow-irrigaied desert soil. Biology and Fertitityof Soils, 14: 30-36.[9] POLGLASE, P.J.; TOMPKINS, D.; STEWART, LG. &FALKlNER, R.A. 1995. Mineralization and leaching ofnitrogen in an effluent-irrigared pine plantation. Journal oJEnvironmento! Quolity, 24: 911-920.[10] NARIMOTO, K.M.; SANTOS, LM.; MfLORI. D. M.B.P.;MELO, W.J.; DIECKOW, J. & MARTIN-NETO, L 2005.Caracterização do matéria orgânica de um argissolo tratadocom biossólido por fluorescência induzido por laser. In:Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, 30., 2005, Recife.Anais ... Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2005. I CD-ROM.Tabela 1. Teor de carbono das amostras de solo.Profundidade (cm) Teor de carbono {%}SI* 100* 125* 150* 200*0-10 0,97 ± 0,01 0,88 ± 0,01 0,90 ± 0,02 0,R5 ± 0,01 0,86 ± 0,0210-20 0,96 ± 0,01 0,86 ± 0.01 0,83 ± 0,01 0,85 ± 0,02 0,82 ± 0,0120-40 0,75 ± 0,01 0,70 ± 0,02 0,73 ± 0,01 0,72 ± 0,01 0,70 ± 0,0140-60 0,64 ± 0,01 0,54 ± 0,01 0,67 ± 0,01 0,59 ± 0,01 0,58 ± 0,0160-80 0,54 ± 0,01 0,53 ± 0,01 0,56 ± 0,01 0,47 ± 0,01 0,52 ± 0,0180-100 0,46 ± 0,01 0,41 ± 0,01 0,47 ± 0,01 0,43 ± 0,01 0,44 ± 0,01*Tratamentos3Figura 1. Sistema para medida de fluorescência induzida por laser para amostras de solo inteiro inteiro.150014001300120011001000-' 900E:c800700600500400 ~O0-10T10-20 20-40 40-60 60-80 80-100Profundidades (em)Figura 2. Grau de hurnificação (HF1d para as amostras de solo, nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 em,submetidas aos tratamentos: SI (Sem irrigação, sem dose de fertilização nurogenada mineral); 100 (irrigação com efluente de esgototratado e umidade do solo na capacidade de campo); 125 (irrigação com efluente de esgoto tratado e umidade do solo 25% acima dacapacidade de campo; ISO (irrigação com etluente de esgoto tratado e umidade do solo 50% acima da capacidade de campo); 200(irrigação com efluenle de esgoto tratado e umidade do solo 100% acima da capacidade de campo).

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