Nascimento PatriciaMazzantedo M

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL 
AVALIA<;:AO DA CONCENTRA<;:AO DE NITROGENIO E F;6SFORO 
NO UQUIDO INfll TRADO NO SOLO, AP6S APUCACAO DE 
LOOO LlQU!DO DE ESGOTO DOMESTIC0 
Enga Patricia Mazzante do Nascimento 
Carnpinas, 2002 
UNICAMP 
i:li!!LIOTECA CENTRAL 
~-- UN!CAMP --
! BIBUOTECf\ CENTRAl I sEc;:Ao C!RCULANTE 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL 
AVALIACAO DA CONCENTRACAO DE NITROGENIO E F6SFORO 
NO LiOUIDO INFIL TRADO NO SOLO, AP6S APLICACAO DE 
LODO LiQUIDO DE ESGOTO DOMESTICO 
Enga Patricia Mazzante do Nascimento 
Orientador: Prof. Dr. Bruno Coraucci Filho 
Dissertac;ao de Mestrado apresentada a 
Comissao de p6s-graduagao da 
Faculdade de Engenharia Civil da 
Universidade Estadual de Campinas, 
como parte dos requisites para 
obten<yao do titulo de Mestre em 
Engenharia Civil, na area de 
concentra<;ao Saneamento eAmbiente. 
? .... "1""0"''>""'~~-.,."'"""""'"'"'"'"'~~~~~'"""",...,_; 
I' ,i.\hJS10 qtH3 es~a i) a ~,;·or.sii~_:J·'./dntlni'li.v& r __ de: ( / ) I I ' I . I l 
I Prot 'I I Matrlcu!a: ~-
Campinas, 2002 
: / ' ( .) ! ,., .... i 
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FICHA CATALOGRAFICA ELABORADA PELA 
BIBLIOTECA DA AREA DE ENGENHAR1A - BAE - UNICAMP 
Nascimento, Patricia Mazzante 
N 17 a Avaliac;iio da concentrac;ao de nitrogenio e fosfom no 
liquido infiltrado no solo, apos aplicac;ao de lodo liquido 
de esgoto domestico I Patricia Mazzante Nascimento.-·· 
Can1pinas, SP: [s.n.], 2002. 
Orientador; Brun.o Coraucci Filho. 
Dissertac;ao (Mestrado) - Universidade Estaduai de 
Campinas, Faculdade de Engenharia Civil. 
I ; 
I. Solos- Fertilidade. 2. Agua- Contamth.ac;ao. 3. 
Agua ·- Qualidade. 4. Lodo. 5. Nutrientes16rgiinicos. 
· L Coraucci·Filho, Bruno. IL Universidad<.fEStadual de 
'C!itnpinas; Faculdade de Engenharia Civif: III. Titulo. 
"• ' ., ' ;,. 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 
FACULDAD DE NGENHARJA CIVIL 
AVALIAyAO DA CONCENTRA<';AO DE NITR_OGENIO E F9SFORO 
NO UQUIDO INFIL TRADO NO SOLO, APOS APUCA<;AO DE 
LODO LiOUIDO DE ESGOTO DOMESTiCO 
Patrfeia Mazzante do Naseirnento 
de Mestrado aprovada 
Prof. Dr BJ;;;~ c~~;~cci Filho 
Presidente e Orientaclor- UNICAMP 
i ........ .. 
.\/ .... .'Z •. ~o ..... £ ... Jv .. )S) 
·------ ----------············ ........... :>:~ ..... . 
Profa. Ora. Maria Emilia Mattiazzo Prezotto 
ESALO-USP 
constitufda por: 
\"·· ........ J .... ·::;._;;;,·.>:-:;::~.f;;,:::>:::L .. "; ... ~~:::·r·,:L . .:.::·.:: .. ~,!.::,-> ... ;::_;\.:: .. ~.-~~-:~:· .. ::::·:-.:~?"::::::.) .. :~"i .. L_':.:·.>."<> .. -:_ 
Pesquisadora Dra. Angela dos Santos Bafretto 
PROSAB 
l\f'-·'1<1·,:.;:, /1 D:r'J, .. (/1~!1.·: .. 
Prof . .Or. Edson Aparecido Abdul Nour 
FEC-UNICAMP 
Carnpinas, 27 de junho de 2002 
Dedi co 
este trabalho a meus pais, Sidney e Lucia 
iv 
AGRADECIMENTOS 
A Deus, 
"Eie e meu pastor; nada me faltani" 
'-'" ~-'~" "I 
Ao meu orientador, Prof. Bruno Coraucci, pela confiam;;a a mim depositada; 
Aos professores e tunciom!Jrios da FEC-Departamento de Saneamento, pela 
disposiqao para me auxiliar na e/aborar;ao do meu trabalho: 
A meus amigos (as), em especial a Marta S.G. Pires 
"Uma boa amizade nos faz melhores, nos ajuda a enfrentar as situaqOes dificeis e 
a nao desperdir;ar as oportunidades de vida." 
E a todos aquetes que me ajudaram direta e indiretamente, 
0 meu agradecimento de coraqao. 
v 
vi 
SUMARIO 
SUMARIO 
USTA DE FIGURA$'""'''"'''"'"''''""''"'"''"' '""'"''·''"""'"''"'""''"''"'''VIII 
LISTA DE TAS.ElAS... ............ .. ................. .... .................. ..... .. . ..xii 
LIST A DE ABREV!ATURAS E SiMBOLOS. . .. . .................................. xv 
RESUMO. . .. . .. .. ... . . . . . . ............ xvii. 
1-INTROOU<;:AO .. . .. . .. . 
2- OBJETIVOS ... . ............... 03 
2.1- Objetivos Especificos ................ .. '03 
3- REVISAO BIBUOGRAFICA .. ........ . . .. . ., ...................................... 04 
3.1- 0 Lodo de Esgoto .......................................................... .. . ........ 04 
3. 1.1- Processes de Estabilizagao do lodo ....................................................... 07 
3. 1.2- Potencial AgronOmico do lodo .. .,.,., ..................... ., ..................................... 08 
3.2- Disposir,;:ao do Lodo ...................................................................................... 12 
3.3-0 solo eo efeito da aplicac;:ao do lodo ............................ 16 
3.3.1- A materia organica no solo ......................................................................... 16 
3.3.2- 0 nitrogfmio no solo ................................................................................... 18 
3.3.3- Nitrificagao .......................................................................................... 20 
3.3.4- Condic;:oes do solo que influenciam a nitrificagao ...................................... 20 
3.3.5- Desnitrificagao ........................................................................................... 21 
3.3.6- Cicio do t6sforo ....................................................................................... 22 
3. 3.6.1- Compostos de f6sforo no solo ............................................................... 24 
3.3.6.2- 0 pH e a assimibilidade do f6sforo inorganico ........................................ 24 
4· MATERIAL E METODOS ,., .,, ...... , ... , . .. . • . . . . . • 27 
4.1- A origem do lodo .•.... , ... ,, •• ,,,,,,., •. , .• ,.,,, ..•..•.•••.....•....•...•.. 27 
42· Montagem do Experimento. ,,, ..• ,,,, .•••.•.•. , .•• ,... •. , .. 30 
1- Solo . . . . . . . . , , • . •. , . , . , , • . , . . . . . 34 
Aplica~o do Lodo ..... , ., ...... , ........•............•.... , .. ' .34 
Metodos Anal!ticos utilizados na Pesquisa .... , .•.••.••. ,, " ., •• 
1· Ana!ises Principals . .,.,. ......... , ..•... ,. ...... .,,. ... . . ... ,,.,,., ...... 39 
5- RESULTADOS, . . ..................................................... 41 
5. 1· Resultados obtidos na caracteriza<;:llo do lodo liquido . .... . .. . ....... , 42 
5.2~ Resultados do llquido infiltrado no solo durante o 1" perlodo ..... ,,,., .• ,.,46 
R.esultados do liquido infiltrado no solo o 
Resultados do liquido infiltrado no solo durante o 3" periodo . . 54 
6- DISCUSSAO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . .. . . . . .. . . .. . . . . . . . .. .. . .. . . 58 
6.1- Avalia~o do liquido infiltrado no solo durante o 1" periodo , .............. , .. 59 
6.2- Avaliac;:ao do liquido infiltrado no solo durante o 2° periodo ................... 63 
6.3- Avalia~o do Hquido infiltrado no solo durante o 3" periodo .. , ... , , ,, .. , "" 67 
7-··CONCLUsAO ..... ,, .. , ........ ,, ................ , ................. , .............. '72 
8· SUGESTOES ................................................. , .. ,., .... , , .. , .. , '"""" 73 
9· REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS , .. ,, .... __ ,. .. . , __ ........ ,. , ... 74 
ABSTRACT ................ , .. , ... , .............................................. 81 
~~A ........................... ·····················-~ 
~~8 .......................................... ..................... ~ 
ANEXO C ............................................................................................................... 87 
ANEXO 0 .... , ..................................... .................................................. 90 
ANEXO E ........................................................... ........................................... 94 
USTA DE FIGURA$ 
FIGURA 3.2 CiCIO do Nitrogenio ... , .. , .................................. . .. 18 
FIGURA 3.3: Cicio do F6sforo. ..... .. .... . . . .... .. .. ......... .. ..23 
FIGURA 3A: Gn!lfico
do pH x concentragao do f6sforo disponivel ................ 25 
FIGURA Form as de f6sforo disponivel de acordo com o pH .. . ........ 26 
4. i. Mapa de localiza~o da R.iacho Grande. ............. 28 
FIGURA4.2: Vista do Decantadorda ETE. R1achoGrande ............................. 29 
FIGURA 4 .. 3: Detalhe da escova rotativa ........... ,. ...................... . 
FIGURA 44: Vista geral dos Valos de Oxidagao ................ . 
,. ' .. 29 
.. ... ' .. 30 
FIGURA 4.5: Vista geral dos Reatores montados .................. . .... 31 
FIGURA 4.6: Vista do posicionamento dos coletores .... ....... ...... . ............ ... .. 31 
FIGURA 4.7: Oetalhe das flanges de coleta.................................. .. ..... 32 
FIGURA 4.8: Corte de um reator, simulando o perfil do solo .................................... 33 
FIGURA 4.9: Mapa do posicionamento dos reatores e as respectivas taxas de 
aplicagiio ........................................................................................................... 33 
FIGURA 4.10: Ensaio de respirometria ................. ,. ... ,. .. ,. ,. ... ,. ..................... 35 
FIGURA 4.11: Medic;iio do volume de lodo ............. ,. ........ ,. .. ,.. ,. ........... 37 
FIGURA 4.12: Medic;iio do volume de lodo,. .......... ,. ..................................... 37 
FIGURA 4.13: Detalhe do espalhamento do lodo na superf!cie do reator ........ 38 
FIGURA 4.14: Aplicar;ao do lodo na superficie dos reatores ............................ 38 
FIGURA 4.15: Vista da superficie ap6s aplicagao do lodo .... , .......................... 39 
ix 
FIGURA 1.1: Concentrageles de N-kjedhal no lodo llquido nao estabilizado ao 
Iongo de 9 aplicagoes ......................................................................... , ........ 44 
FIGURA 5.1 .2: Concentrar;:oes de N-Organico no lodo liquido nao estabilizado 
ao 1or1go de 9 aplic<:M;:oes...................... .. .. . .. .................. .. .. .. ...... .44 
FIGUR;~ 5. i Concentragoes de N-NH3 no lodo Hquido nao estabilizado ao 
Iongo de 9 aplica96es ..... .. ... ...... ........ ... .. ..................................... .44 
FIGURA i Concenlra<;;6es de N-No2• no iodo llquido n!lo estabilizado ao 
Iongo de 9 aplicar;;oes............. . ... ........ ......... .. ............. ..... ... .45 
FIGURA 1.5: Concentrar;;oes de N-NO:,· no lodo liquid a nao establlizado ao 
Iongo de 9 aplicar;:oes ............................................................... 45 
FIGURA 5.1 .6 : Concentrar;:oes de F6sforo total no lodo liquido nao estabilizado 
ao Iongo de 9 aplica(;oes . .. ....................................................................... .45 
FIGURA 1• Concentra<;l§o media N .. NH3: N~N02-; N-Noo· no liquido 
infiltrado na taxa 0 controle em solo com pH corrigido .. .. .................... .4'1 
FIGURA 5.22 Concentra<;l§o media de N .. NHi; N-NOi; N-NOi no liquido 
infiltrado na taxa 2,5 tdslha em solo sem correr;:ao do pH ...................... 47 
FIGURA 5.2.3: Concentrar;;ao media de N-NH3; N~N02-; N~No"· no llquido 
infiltrado na taxa 5 tdslha em solo sem correr;;ao do pH ..................... , ............. 47 
FIGURA 5.2.4: Concentraryao media de N-NH3; N-NOi; N-NO,I no liquido 
infiltrado na taxa 5 tds/ha em solo com correr;:<'!to de pH .................. , , ........... 4 7 
FIGURA 5.2.5: Concentrar;;ao media de N"NHs; N-NO£; N-NO;I no liquido 
infiltrado na taxa 7, 5 tdslha em solo sem corre9ao do pH .. , .......................... 48 
FIGURA 5.2.6: Concentras;ao de F6sforo Total no liquido infiltrado na taxa 2,5 
tds/ha em solo sem corres;ao do pH ........... , .................................................... .48 
FIGURA 5.2.7: Concentras;ao de F6sforo Total no Hquido infiltrado na taxa 5 
tds/M em solo sem correr;:ao do pH .... , ... , ...................................................... 48 
FIGURA 5.2.8: Concentra~o de F6sforo Total no liquido infiltrado na taxa 5 
tdslha em solo com pH corrigido ........................................................... , ........... 48 
FIGURA 5.2.9: Concentras;ao de F6sforo Total no liquido infiltrado na taxa 7,5 
tdslha em solo sem correr;:ao pH ...................................................................... 49 
FIGURA 5.3.1: Concentra~o media de N-NH3; N-N02·: N-NO:,-, no liquido 
infiltrado na taxa 0 controle em solo com pH corrigido ..................................... 51 
FIGURA 5.32: Concentra~o media de N-NHi; N-NOi; N-NO;, no liquido 
infiltrado na taxa 2,5 tdslha ....................................... , ...................................... 51 
FIGURA Concentra9ilo media N-NH3; N-NO£; N-No3-, no llquido 
infiltrado na taxa 5 tds/ha .................................................................................. 51 
FIGURA 5.3.4: Concentra9ilo media de N-NH3; N-No2·: N-NOi, no liquido 
infiltrado na taxa 5 tds/ha em solo com corrigido .................................. 51 
FIGURA Concentrayao media de N-NH3; N-NO£; N-No3-. no l!quido 
infiltrado na taxa 7,5 tds/ha ................................................................................ 52 
FIGURA 5.3.6: Concentra9So media de Fosforo Total no liquido infiltrado na 
taxa 2. 5 tds/ha . .. .. .. . . .. .. . . .. . .. .. .. . .. . .. .. . .. ...................................... 52 
FIGURA 7: Concentr.ayao media de F6sforo Total no llquido infiltrado na 
taxa 5 tdslha .................................................................................................... 52 
FIGURA 5.3.8: Concentra9So media de F6sforo Total no llquido infiltrado na 
taxa 5 tdsfha ern solo como pH corrigido ............................................................ 52 
Concentrayao media de Fosforo no liquido infiltrado na a 
FIGURA 5.4.1: Concentrac;;ao media de N-NH;,; N,.NO£: NO,;, no liquido 
infiltrado para a taxa 0 controle em solo com pH corrigido. .. ....................... 55 
FIGURA 5.4.2: Concentra9So media de N-NH3; N-N02-: N03-, no liquido 
infiltrado na taxa 0 controle............................................................. .. .. ...... 55 
FIGURA 5.4.3: Concentrayao media de N-NH3; N-NOi; NOi, no liq~Jido 
infiltrado na taxa 2,5 tds/ha ....................................................................... 55 
FIGURA 5.4.4: Concentravao media de N-NH3; N-N02-; N03', no !iquido 
infiltrado na taxa 5 tds/ha ............................................................................ 55 
FIGURA 5.4.5: Concentrayao media de N-NH3; N-No2·; N03-, no liquido 
infiltrado na taxa 5 tds/ha ern solo com pH corrigido ........................................ 56 
FIGURA 5.4.6: Concentravao media de N-NH3; N-No2·: No3-. no liquido 
infiltrado na taxa 7.5 tdslha ................................................................................ 56 
FIGURA 5.4.7: Concentraqao media de F6sforo Total no liquido infiltrado na 
taxa 0 controle ern solo com pH corrigido ......................................................... 56 
FIGURA 5.4.8: Concentrayao media de F6sforo Total no liquido infiltrado na 
taxa 0 controle ................................................................................................ 56 
FIGURA 5.4.9: Concentrayao media de F6sforo Total no llquido infiltrado na 
taxa 2,5 tds/ha .................................................................................................. 57 
FIGURA i o Concentrayao media de F6sforo Total no llquido infiltrado na 
taxa 5 tdslha ..................................................................................................... 57 
FIGURA 5.4. 11: Concentra9ao media de f6sforo total no liquido infiltrado na 
taxa 5 tdsii"'a em solo com pH corrigido ............................................... 57 
FIGURA 5.4.12: Concentravao media de Fosforo Total no liquido infillrado na 
taxa 7 tds/ha ........................................................................................................
. 
liST A DE TABELAS 
TA.BELA 3 i de tratamen!o e o lodo gerado" . '" . .. " " . 
TABELA Estimativa da prodwo<ao de lodo na RMSP em tldia. 
TABELA. 3.3: Principals parametres Agron6micos do lodo de esgoto .............. 10 
T ABELA 3.4: Produ((ao e formas de disposil?fio final de lode de ETEs na 
Europa .... .. ........... '"'"'""''"'.. .. ...................... . ..................... 15 
TA.BELA 5 . 
TABELA 5.1: Parametres analisados no lodo antes das aplicayoes no solo ... 43 
TA.BELA 5.2: Datas de aplica;;;ao e caletas do liquido infiltrado no 1" period a. 46 
TABELA 5.3: Datas de aplicas;ao e caletas do liquido infiltrado no 2" periodo. 50 
TABELA 5.4: Datas de aplicas;ao e coletas do liquido infiltrado no 3" periodo. 54 
TABELA 6.1: Umites estabelecidos pela Legislar;;ao Brasileira para agua de 
cansumo ........................................................................................................ 59 
TABELA A 5.1.1.1 :Resultados referentes as figuras 5.1.1 a 5.1.5 de nitrogenio 
no lodo liquido ............................................. " ........................................... "'"'" 91 
TABELA A 5.1 .6: Concentra9fjo de f6sforo total no lodo liquido digerido ........ 91 
TABELA B 5.2. 1: Concentra<;ao media de NH3, N0-2, NO-s no l!quido infiltrado 
na taxa 0 controle em solo conigido .................................. """ .......... " ........... 93 
TABELA. B 5.2.2: Concentra\?fio media de NI-h, N0-2, N0-3 no liquido infiltrado 
na taxa 2,5 tdslha ..................................... """""'""""'"""""""'""""·"" ....... 93 
TABELA B 5.2.3: Concentrayao media de NH3, N0'2, N0'3 no Hquido infiltrado 
na taxa 5 tds/ha ............................................. " .......... " ........... ""'""'"""'""""' 93 
T ABELA B 5.2.4: Concentra\?fio media de NH,, N0·2, No· 3 no liquido infiltrado 
na taxa 5 tds/ha em solo com pH corrigido ............ """""""'"'""""""""""'"" 93 
TABELA B 5.2.5: Concentra91io media de NH3, N0-2, No-, no liquido infiltrado 
na taxa 7,5 !dslha .................. " ............................................ " ................ 94 
TABELA B 5.2.6: Concentrac;:ao media de F6sforo total no liquido infiltrado na 
ta.xa 2,5 tds/ha .................................... ,. ,,, .. ,,,,,, ,,,, ... ,., ........................ 94 
TABELA B 7: Concentra.;:ilio media de F6sforo total no liquido infiltrado na 
taxa 5 tdslha ""' """""""' .... , ... ...... .... .. ......... ........ .. .................. 94 
TABELA B 5.2.8: Concentra<;;ao media de F6sforo total no liquida infiltrado na 
taxa tds/ha em solo com pH corrigido , , ... , , , , . .. , .. . .. .. . .. . .... 94 
TABELA c 3,1: Concentrac;:ao media de NH3, N02, N03 no liquido infiltrado na 
taxa 0 controle em solo corrigido ...... , .. .. . ........... " .. , .. " .. , ... , ........ , ... , .... , .... , \16 
TABELA c 5.3.2: Concentra<;:ao media de NH,, N02, N03 no liquido infiltrado na 
taxa 2,5 tdslha .. ___ ......... _ ........ , ................................................ 96 
TABELA C Concentra<;;So media. de NH", No-,,, N0-3 no liquido infiltrado 
na taxa 5 tdsfna 
TABELA c 5.3.4: Concentra<;:ao media de NH,, N0-2, NO;, no liquido infiltrado na 
taxa 5c tds/ha em solo com pH corrigido.. ... ...................... """'' ....... 96 
TABELA c 5.3.5: Concentra<;:ao media de NHs, NO':'. No-~ no liquido infiltrado na 
taxa 7,5 tds/ha .. . ......... ... 97 
TABELA. c 5.3.6: Concentrayao media de F6sforo total no liquido infiltrado na 
taxa 2,5 tds/ha ....................................... _ .................... '"'"'" .................. 97 
TABELA c 5.3.7: Concentra<;:ao media de Fosforo total no liquido infiltrado na 
taxa 5 tds!ha ............................................ , ..................................................... 97 
TABELA c 5.3.8: Concentra<;:ao media de Fosforo total no liquido infiltrado na 
taxa 5c tds!ha em solo com pH corrigido ......... "'"''"'"' ....................................... 97 
TABELA C 5.3.9: Concentra<;:ao media de F6sforo total no liquido infiltrado na 
taxa 7,5 tds/ha ...... "' ..................... "' ....................... "' ................................... 97 
TABELA D 5.4. i: Concentrayao media de NHs, N0-2, NO-s no liquido infiltrado na 
taxa Oc tds/ha em solo corn pH corrigido ......................................................... 99 
TABELA D 5.4.2: Concentrac;:ao media de NH3, No-,, No-3 no liquido infiltrado na 
taxa 0 tds!ha ................................................................................................... 99 
TABELA o 5.4.3: Concentrayao media de NH3, N0-2, N0-3 no liquido infiltrado na 
taxa 2,5 tds/ha ................... ,, ........ , .............................. ,, .................................. 99 
TABHA D 5.4.4: Concentrayao media de NH,, N0-2. N0'3 no liquido infiltrado na 
taxa 5 tdslha ...................... ·--·--·-· ..... ________ , ............. ,, ......................................... 99 
TABELA o 5.4.5: Concentragao media de NH3, N0-2, N0-3 no Hquido infiltrado na 
taxa 5c tds/ha em solo com pH corrigido ... , ....................... , ............. , ........... 1 00 
TABELA o 5.4 6: Concentrac;;ao media de NHs, N0-2, No·$ no liquido infiltrado na 
taxa tds/ha ............................................................................ 100 
TABELA D 5 4.7: Concentrac;;ao media F6sforo total no llquido infiltrado na 
taxa 0 controle em solo corn pH corrigido ................... 100 
TABELA 0 Concentrac;;ao media total no liquido infiltrado na 
taxa 0 controle ............................................................................................ 100 
TABELA o 5.4.9: Concentraqao media de F6sforo total no liquido infiltrado na 
taxa 2,5 tds/ha ... .. . . . ... .. . . ...... . ................. 100 
TABELA o 5.4. 10: Concentra<;:ao media de F6sforo total no liquido infiltrado na 
taxa 5 tdslha .......... ... ......... .................... ........... ............................ 101 
TABELl\ D ·11: Concenlra<,;ao media de total no liquido infiltrado na 
taxa 5c tds/h.a em solo com pH corrigido .... __ ... ·--·. .... .............. ....... ..101 
TABEL.A D 12: Concentra(,;ao media de F6sforo total no liquido infiltrado na 
taxa 7,5 tds/!1a .... .. ....... ,. ............................ ,.,. ................... 101 
CTC 
em 
GENA 
ESALQ 
ETE 
EUA 
eq, 
F 
FIA 
g/l 
lAC 
mg/l 
mg de N/L 
mg de P/L 
Mg!t1a 
m 
mg/Kg 
NMP 
N 
N-NH3 
N-NTK 
N~NO£ 
U:STA DE ABREVIATURAS E SiMBOLOS 
capacidade de troca cati6nica 
centimetre 
Centro de Energia Nuclear na Agricultura 
Superior 
Companhia de Agua e de Brasilia 
Agencia de Prote9i!o Ambiental (Estados Unidos) 
Escola Superior de Agronomia Luiz de Queiroz 
Estagao de Tratamento de Esgoto 
Estados Unidos da America 
equa9ao 
ponto de coleta fundo 
Flow Injection Analyses 
grama par litro 
Institute Agron6mico de Campinas 
miligrama por litre 
miligrama de nitrogenio por litro 
miligrama de f6sforo por litro 
megagrama por hectare 
metro 
miligrama por kilogram a 
numero mais provavel 
nitrogenio 
nitrogenio amoniacal 
nitrogenio total kjeldahl 
nitrogi'mio nitrite 
N-N03 
p 
RMSP 
SANEP.AR 
SABESP 
tds/ha 
% 
UNICAMP 
USEPA 
nitrogenio nitrate 
f6sforo 
Regiao Metropolitans de Sao Paulo 
Companhia Saneamento do 
Companhia de Saneamento Basico de Sao Paulo 
s61idos totais 
tonelada de solido seco por hectare 
porcentagem 
Universidade Estadual Campinas 
AgMcia de Proteyao Ambient.al dos Estados Unidos 
RESUMO 
NASCIMENTO, Patricia Mazzante do "Avaliagi!io da concentra9ae de nitrogenio e 
f6sforo no !iquido infillrado no solo, aplicagao de lode llquido de esgoto 
dornestico". Dissertagi!io apresentada Engenharia Civil da 
UNICAMP, como requisite obtengao do Htule de Mestre. Campinas, ""'''""·
0 !odo de esgoto e um residue gerado no tratamento da liquida des 
esgotos sanitarios e que precisa ser disposto de maneira adequada para nao 
causar riscos de centaminagi!io ao ambiente. 0 excesso de nu!rientes como, 
nitrog!Imio e f6sforo presentes no lodo de esgoto, podem provocar o 
comprometimento e agua subterranea, ap6s sua no 
Neste estudo experimental, foram feitas apiica~:oes de lodo llquido digerido em 
raatores corn 0,88 m3 de volume (1 ,00 m x 0,88 m2), preenchidos com solo do tipo 
franco-argiloso. As aplica96es realizaram-se a cada 40 dias (com base na 
respirometria), durante urn ano, totalizando 9 aplica96es de lodo ao final do 
perfodo. Foram utilizadas as taxas 2,5; 5 e 7,5 t!ha a cada 40 dias (calculado na 
base seca), o lfquido infiltrado no solo, foi cole!ado ao Iongo do perfil do solo nas 
profundidades: 0,25; 0,50; 0,75 me 1,0 m (descarte de funde). 0 liquide infiltrado 
fei avaliade quanta aos parametres nitrog€mio (amonia, nitrite e nitrato) e f6sfero 
totaL Ap6s o termino da pesquisa, os resultados ebtides, mostraram que a taxa 2,5 
tlha aplicada a cada 40 dias, durante urn ano, foi a que melhor resultado 
apresentou no que diz respeito a protec;::ae das aguas subterraneas contra 
contarninagi!io com nitrate e f6sfero. As concentrac;::oes de nitrate no lfquido 
coletado a 1,0 m, ficou em torno de 6,0 mg de NIL e nao ultrapassou os 10 rng 
N/L estabelecido pela legislac;::ao, o f6sforo total ficou em torno de 0,003 mg de 
P/l. Estas concentrat;:oes feram obtidas mesmo ap6s intensa precipitagi!io 
pluviometrica. 
Palavras chaves: Lodo de esgoto, aplicat;:ao no solo, nutrientes, liquido 
infiltrado 
1. 
A intensa produgao de resfduos e urn dos principais problemas ambientais 
provocados pela sociedade moderna, principalmente pelo seu grande desenvolvimento 
eo 
se na 
Na atualidade, para que urn sistema de tratamento de esgoto seja considerado 
eficaz ja nao basta que reduza apenas a materia organica biodegradavel, representada 
por exemplo pela 080 (Demanda Bioquimica de Oxigenio). Devem fazer parte dos atuais 
sistemas de tratamento de esgoto, a remogao de pat6genos, nutrientes, metais pesados e 
a disposigao final do lodo. 
A preocupagao com o lodo se inicia com o projeto da estagao de tratamento, ja que, 
0 lodo de esgoto e 0 subproduto do tratamento de aguas residuarias e a quantidade 
produzida esta diretamente relacionada com o tipo de tratamento utilizado na ETE. 0 lodo 
pode estar na forma liquida, semi-s61ida e s61ida quando desaguado. 
No mundo todo, a destinagao final do lodo gerado nas esta¢es de tratamento de 
esgotos municipais, constitui-se num serio problema, as tecnicas de disposigao e/ou 
aproveitamento do lodo vao desde o simples descarte no mar (que esta proibido na 
e EUA), o descarte em aterros sanitarios, o seu aproveitamento na melhoria de 
solos agricolas, pastagens, recuperagao de areas degradadas por erosao, fabricagao de 
2 
agregados 
2000). 
para concreto, tijolos, adubos e produ«;ao de oleo combustive! 
a na vern 
no 
' 1 
Porem, os nutrientes, os microrganismos patogenicos e os metais pesados presentes 
no sao fatores o seu uso no esta 
e 
e OS ap6s aplica«;ao de lodo digerido em 
reatores preenchidos com solo. Este trabe1-ho, avaliou a contamina«;ao do Hquido infiltrado 
no solo quanto aos parametres nitrogemio e f6sforo, ap6s a aplica«;ao de lodo liquido 
digerido. 
Conforme porta ria n. o 1469 de 29 de dezembro de 2000 do Ministerio da Saude, a 
presen98 de concentrac;oes de nitrato, decorrente da mineraliza«;ao da materia organica 
complexa, acima de 10 mg.L-1 de N nos corpos d'agua, faz com que estes sejam 
classificados como impr6prios para o consumo humano. 
0 nutriente f6sforo nao aparece na iegisla«;ao brasileira como um contaminante para 
o ser humano, porem a aplica«;ao de lodo em solos, ricos em f6sforo, poderia levar a um 
acumulo deste nutriente que, ap6s as precipitagoes, escoariam ate rios e iagos, 
provocando o processo de eutrofiza«;ao destes rios e lagos. 
Portanto, conhecer mais sobre o comportamento destes nutrientes, e um passo 
importante que a disposi«;ao do no solo seja feita de maneira benefica e sem 
riscos de contamina«;ao ambiental, principalmente das aguas subterraneas. 
objetivo do presente trabalho avaiiar as possfveis contamina¢es na agua de 
infiltrayao, decorrente da aplicayao de lodo Hquido digerido no solo. Este lodo e 
proveniente de uma estayao de tratamento que opera com o sistema de de oxidayao 
e 
- Objetivos Especificos 
A pesquisa teve como objetivos especfficos: 
• monitorar a aplicayao do lodo liquido digerido em reatores preenchidos com 
solo, nas taxas hidraulicas 2,5; 5,0 e 7,5 tlha (base seca); 
• avaliar a qualidade do Hquido infiltrado no perfil do solo, nas profundidades 
(0,25; 0,50; 0, 75; e 1 ,00 m) quanta as variaveis: NH3 (N-amoniacal), N0-2 
(nitrite), N0-3 (nitrate) e P (f6sforo total); 
• comparar os resultados obtidos com os limites exigidos pela legislayao 
brasileira, a fim de se estabelecer a taxa de aplicayao de lodo mais segura 
para a manutenyao da qualidade das aguas subterraneas; 
de Esgoto 
OS sistemas de tratamento biol6gico de aguas residuarias geram lodOS na 
ser ,..,. ......... <:~ .... n 
material n,;:)r'til"'l eo 
a 
secundario ou biol6gico e gerado nos reatores 
biol6gicos de tratamento, constituindo-se em uma mistura de s61idos nao-biodegradaveis 
do afluente e a massa bacteriana que cresce no reator (CAMPOS, 1999). 
A maioria das estai.(Oes de tratamento de esgoto sanitario, utilizam processos 
biol6gicos, e a coagulagao biol6gica que normalmente ocorre nos sistemas de tratamento 
origina o lodo, que e uma mistura de s61idos organicos e inorganicos. A parte mineral se 
origina da floculat;ao de s61idos inorganicos em suspensao, enquanto que a parte organica 
e composta por uma frat;ao de massa bacteriana viva e outra de s61idos volateis 
suspensos sem atividade biol6gica (FERNANDES, 2000). 
0 esgoto sanitaria e constitufdo por agua e s61idos, durante o processo de 
tratamento, ocorre a separa<;ao da fra<;ao s61ida e Hquida. A frat;ao s61ida, que contem 
componentes organicos e inorganicos, e submetida a tratamentos subsequentes com 
finalidade de diminuir a carga organica, o numero de organismos patogemicos, maus 
odores e teor de umidade. A areia, os sais insoluveis, a frat;ao organica insoluvel e os 
metais com ela complexados permanecem na frat;ao s61ida, denominada lodo de esgoto. 
Figura 3.1 ilustra a composi<;ao do esgoto domestico (MELO, 2001 ). 
UAS RESIDUARIAS 
PROTEiN AS 
CARBOIDRATOS 
LIPIDEOS 
Figura 3.1: Composic;io do esgoto domestico 
Fonte: Adaptado de MELO, 2001 IN: TSUTYIA 2001 
AREIA 
SAIS 
METAlS 
5 
As caracterfsticas do esgoto bruto, os diferentes sistemas de tratamento e seus 
respectivos estagios geram lodos com caracterfsticas e quantidades variaveis. Sendo 
assim, para se determinar o destino dos lodos gerados na ETEs e necessaria conhecer as 
quantidades e caracteristicas dos lodos produzidos em func;ao do sistema de tratamento 
de esgoto utilizado. 
Frequentemente o lodo primario apresenta cerca de 30 a 45% de s61idos na base 
seca eo lodo secundario de 20 a 35% de s61idos na base seca, porem o sistema eo nfvel 
de tratamento de esgoto tern grande influencia no tipo, na quantidade e na qualidade do 
produzido (Tabela 3.1) (EPA, 1994). 
6 
Ta.bela : Tipos de tratamento de esgoto eo lodo gerado em cada urn 
TIPO DE TRATAMENTO CARACTERISTICAS DO LODO GERADO 
Neste processo se encontra todo tipo de material organico e inorganico 
o para ser na de 
na 
com relativa velocidade. das 
reter significantes quantidades 
AREIA especialmente gordura. 
na 
m&>nn::a,,..~n primario e secundario. A escuma pode conter 
graxa, oleos vegetais e gordura animal, sabao, residuo de comida, 
ESCUMAI GRAXA
cascas de frutas, cabelo, papel, cigarros, materials plasticos e materials 
LODO ATIVADO 
FIL TRO BIOLOGICO 
similares. 
0 lodo do tanque de sedimenta~o primario e usual mente cinza e viscoso, e 
na maioria dos casos, tern um odor 0 lodo ser 
IU .. IUU> sobre de nn<>r'""l~<>n 
com 
embora sua possa ser vermelha se conter muito ferro. 0 odor do 
lodo quimico pode ser desagradavel, mas nao tao ruim quanto o lodo 
primano. 
Lodo ativado tern uma cor marrom, com aparencia flocuiar. Se a cor e 
escura, o lodo se aproxima das condi96es septicas. Se a cor e mais clara do 
que o usual, ele pode ter estado sobre aera~o com uma lenta sedimenta~o 
de s61idos. 
Lodo secundario dos filtros biol6gicos e marrom e floculado quando fresco. 
Ele geralmente sofre decomposi~o mais lenta do que outros lodos 
digertdos. 
Lodo digerido aerobiamente e marrom para marrom escuro e tern uma 
DIGESTAO AEROBIA aparencia floculada. 0 odor nao e ofensivo, se assemelha a cheiro de bolor. 
0 lodo bern digerido desidrata facilmente nos leitos de secagem. 
DIGESTAO ANAEROBIA 
Este lodo e marrom quase preto, contem grande quantidade de gas. Quando 
completamente digerido, seu odor sera fraco. 
Fonte: Adaptado de Metcalfe Eddy (1991) 
Quanto mais o lodo se assemelhar a materia organica "fresca", maior sera seu grau 
de putrefa~o e produ~o de adores desagradaveis, como tambem sera maior a 
concentra~o de microrganismos patogenicos, por isso a necessidade de estabiliza~o do 
lodo (FERNANDES, 2000). 
3.1 . Processes de Estabmza~ao do lodo 
como um ou 
e 
• Calagem 
Neste processo a cal e adicionada ao iodo de modo a elevar o pH acima ou 
igual a 12. Esta condi<;ao de cria um meio que nao permite a sobrevivencia 
a 
e Digestao Anaer6bia 
A digestao anaer6bia do lodo e o metodo mais antigo de estabilizayao e talvez o 
mais usado, o processo consiste na solubiliza<;ao e reduyao de substancias 
organicas complexas pela a<;ao de microrganismos na ausencia de oxigenio. 0 
lode e colocado em digestores, normalmente tanques de concreto, e a 
biodegradayao anaerobia leva a produ<;ao de metana, dioxide de carbona, 
alguns outros gases e lode estabilizado (FERNANDES, 2000). 
• Digestao Aer6bia 
Este tipo de digestao tem a mesma base conceitual dos sistemas de tratamento 
de esgotos do tipo aera<;ao prolongada. 0 processo e realizado pelos 
microrganismos aerobics e a fase final acontece quando o substrata disponfvel 
para a biodegrada<;ao e totalmente consumido e os microrganismos passam a 
consumir a propria massa microbiana para obter energia para suas rea<;oes 
celulares (FERNANDES, 2000). 
8 
• Compostagem 
0 processo da compostagem transforma res!duos organicos com caracterlsticas 
em 
etC:lD81S sucessivas 
a 
importantes, na degrada<;ao da materia organica sao: a aera<;ao, os 
nutrientes e a umidade. A temperatura tambem e urn fator importante, 
principalmente no que diz respeito a rapidez do processo de biodegrada<;ao e a 
Dat:00~9n()S li"'II""'I"Oii"'n e 
1 
Potencial Agronomico do Lodo 
Nao e de hoje que a materia organica e considerada como importante fator de 
fertilidade dos solos. Ha milhares de anos, os residues organicos provenientes das 
atividades humanas e animais, sao utilizados como fertilizantes em jardins e hortas. 
Os lodos sao, em geral, ricos em materia organica, nitrogenio, f6sforo e 
micronutrientes, elementos que torna viavel o seu uso na agricultura. Porem, em sua 
composi<;ao, estao presentes os metais pesados (no caso de lodo de esgoto industrial) e 
organismos patogenicos como ovos de helmintos, cistos de protozoarios e em alguns 
casos virus (SANEPAR, 1999). 
Entre os macronutriente, o nitrogenio e o f6sforo sao encontrados em maiores 
quantidades no lodo bruto. Atualmente em fun<;ao de sua quantidade no solo e da 
solubilidade, 0 nitrogenio e aquele que define OS limites maximos de aplica<;ao no que se 
refere aos riscos de polui<;ao ambiental (SANEPAR,1999). 
9 
Em solos de regioes tropicais e subtropicais, a materia organica desempenha papel 
nr1~::01"ng~nT::::ll na fertilidade se tratarem de solos altamente 
na 
a nos 
a sua gerayao 
com a necessidade cada vez maior de se realizar o tratamento de agua e esgoto, que tern 
como produto final o lodo. A estimativa de produ98o de lodo nas cinco esta96es de 
t.-~ir~l"''"lon·rn de esgoto da regiao metropolitana de Sao Paulo esta apresentada na Tabela 
Estimativa da produ~io lodo na regiio metropolitana de Sao 
em tldia 
Ano Barueri ABC Su:zano Parque Novo Sao Miguel Total 
Mundo Produ9ao diana, base 
seca (t/dia) 
2000 133 47 14 78 23 295 
2005 221 80 22 164 53 540 
2010 286 103 32 219 71 711 
2015 303 106 32 231 77 749 
Fonte: TSUTIYA et al, 2001. 
Por meio das estimativas apresentadas, e posslvel compreender a grande 
necessidade de se fazer a reciclagem e ou a disposi98o adequada lodo de esgoto. 
Em 1990 a SANEPAR iniciava alguns estudos no sentido de definir as diretrizes 
para o tratamento e destino final dos lodos produzidos no Estado do Parana por meio da 
Coopera98o Tecnica Brasii/Franc;a com apoio da Agencia Brasileira de Cooperayao -
ABC. Baseada nos primeiros resultados de caracterizayao dos lodos provenientes do 
tratamento de esgoto domestico, onde se constatou a grande quantidade de materia 
organica, nitrogenio, f6sforo, micronutrientes e os baixos teores de metais pesados, deram 
10 
aos estudos voltados a reciclagem agrfcola e a estrutura<;ao de urn programa de 
pesquisa especifico 0 1999). 
seca. E 
produtividade. Tabela indica os principais parametres de valor agronomico dos 
lodos produzidos em diversas ETEs do Brasil, esses parametres exercem urn papel 
fundamental na produ<;ao agricola e na manuten<;ao da 
parametros agronomicos lodo de esgoto 
Esta~io de Tratamento de Esgoto 
Parametro Barueri Franca Suzano Lava pes Bertioga Humaita Bichor6 Brasilia Bel em 
(Sao (Franca- (Sao (Sao (Bertioga- (Sao (Mongagua- (Brasilia- (Curitiba-
Paulo) SP) Paulo) Jose dos SP) Vicente- SP) OF) PR) 
Campos- SP) 
SP) 
Nitrogenio 2,25 5,53 2,31 4,50 3,93 4,10 4,84 5,5 4,91 
Total(% 
F6sforo (o/o} 1,48 0,93 2,65 2,59 2,60 0,6 2,89 3,0 3,70 
Potassio 0,01 0,26 0,10 0,39 0,35 0,15 0,10 0,35 0,36 
(o/o) 
Materia 44 65,2 41 52,6 68,3 63,43 71,35 52,5 69,4 
organics 
% 
Calcio {%} 7,29 2 14,6 13,3 1,30 1,95 0,63 4,5 1,59 
Magnesio NO 0,22 0,22 0,27 0,37 0,27 0,24 0,35 0,60 
(%) 
Zinco 990 1.560 2.705 682 437,8 549,3 555,7 ND ND 
(mg/kg 
Cobre 348 160 543 120 136,0 136,4 231,3 NO NO 
(m k 
Ferro 15.117 11.995 40.454 10.461 66.662 8.064 69.348 NO ND 
(m /kg 
pH 11 6,3 11,5 12,6 6,7 5,6 3,9 7,9 5,9 
Fonte: TSUTIYA et al, 2001. 
ND = Nao disponivel 
11 
Alguns fatores podem ser limitantes a disposic;So do lodo no solo, como por 
ov.:.rn,n•n a aceitac;So publica, os custos com transportes, os odores liberados, os tipos 
e em respectivamente, Pe5a 
1 lZa<Jos nas 
e em as 
nutrientes presentes nos fertilizantes quimicos tern maiores chances de atingir o 
freatico do que os nutrientes presentes no bioss61ido (EPA, 1999). 
com & 
3 esses 
OS 
a Organizac;So Saude (OMS) recomenda que a agua potavel nao deve 
apresentar concentrac;Oes de nitrato (N-N0-3) maiores do que 10 mgl-1, padrao tambem 
adotado no Brasil pelo Ministerio da Saude ( PORT ARIA N° 1469, 2000). 
As principais fontes de contaminac;So das aguas por nitrato, sao OS fertilizantes, OS 
efluentes de tanques septicos e a disposic;So inadequada do lodo. Assim, as aguas de 
suprimento mais vulneraveis, sao as aguas subterraneas das areas cultivadas e das areas 
com grande numero de tanques septicos, sumidouros e etc (SORG, 1980). 
Segundo pesquisas, a lixiviac;So do nitrato para as aguas utilizadas para consumo 
humano, pode causar a metahemoglobilia (BERTON, 2001 ). Esta doenya altera as 
hemacias dos bebes, conferindo
a eles uma tonalidade de pele azulada, por isso e 
tam bern chamada de "doenya do bebe azul". 
0 potencial de lixiviac;So de N-N03- devido a disposic;So do lodo de esgoto nao tern 
sido avaliado nas condic;Oes brasileiras. Este fato e justificado por ser relativamente 
recente no Brasil a destinac;So final destes residues no solo. Alem disso, a maior parte 
dos trabalhos enfatizam os aspectos relacionados com a poiuic;So do solo com metais 
pesados e patogenos. Nos Estados da America do Norte e em diversos pafses 
onde a pratica se destinar lodo de esgoto para solos agrfcolas e bern mais 
antiga, este problema tern sido alvo inumeros trabalhos 
massa 
e excesso 
e 
eutrofizayao e uma de contaminayao das aguas para consume, a 
grande quantidade de nutrientes (nitratos e fosfatos) em rios e lagos favorece a 
proliferayao de algumas algas 1978). 
""'"'''"
0
"'"" ser uma 
aspectos e nr'd::U"''ICi""l Bnc.r!!:llr os aspectos sanitarios e 
natural ap6s aplicayao do lodo no solo. relayao ao equilfbrio natural, o conhecimento 
de transformac;;Qes de elementos como o nitrogenio e o f6sforo, e de grande 
importancia para a avaliayao dos riscos de poluiyao ambiental (OUVEIRA,2000). 
3.2. Disposi~ao do Lodo 
Segundo a EPA ha diferenga entre aplicayao de lodo no solo e disposiyao de lodo no 
solo. Quando se diz aplicayao de lodo no solo, implica na incorporayao do mesmo na 
camada superficial do solo, ja a disposiyao, consiste em dispor o lodo na superffcie do 
solo, sem se preocupar com a sua incorporayao. Para a EPA, a pratica de disposiyao 
superficial e considerada uma forma de deposito final do lodo sem fins de reciclagem 
(USEPA, 1994). 
Sao conhecidas algumas opc;;Qes de disposiyao para o lodo de esgoto, dentre as 
quais pode-se citar: incinerayao, disposiyao em aterros e em oceanos, ou a utilizayao em 
solos agrfcolas ou areas degradadas (MA ITHEWS, 1992). 
13 
ANDREOLI (2000), cita que o lodo tambem pode ser utilizado na fabrica98o de 
agregados leves para concreto, tijolos e produ98o de 61eo combustfvel. 
a as 
eos reuso e 
Dentre as alternativas para disposi98o final do lodo de esgoto, a reciclagem agricola 
vern sendo utilizada com sucesso em diversas culturas, em substitui98o a aduba98o 
como 
A reciclagem do lodo) pela incor_p_~:.>rayao aos solos agrfcolas ou de pastagens, pode 
trazer beneflcios a esses solos, a!em de macro e micro nutrientes, cerca de 60 a 70% de 
residues organicos que, uma vez degradados, aumentam a porcentagem de humus no 
solo o que aumenta a capacidade de reten98o da umidade, melhora a estrutura, tornando-
o mais resistente as a96es da erosao (ANDREOLI, 2000). 
0 lodo de esgoto ja e usado de forma rotineira na agricultura de varias partes do 
mundo. Com a proibi98o da disposi98o do lodo nos oceanos eo aumento das restriyees 
para disposi98o em aterros, esta pratica acaba sendo favorecida, e tende a ser cada vez 
mais utilizada no futuro. As restriyees para a utiliza98o do lodo de esgoto no solo, sao 
principalmente em rela98o aos pat6genos, aos metais pesados e a contamina98o dos 
leny6is freaticos com nitrate (PILLAI et al., 1996). 
Na lnglaterra, relatam que a aplica98o de lodo urbane, entre 13 a 26 t/ha, em peso 
seco, incrementou consideravelmente o crescimento de planta96es florestais de Picea 
sitchensis, sem afetar o solo e a qualidade da agua do len90l freatico e dos mananciais 
(POGGIANI, 2000). 
1996, estudou a degrada<;ao do lodo no solo, ap6s aplicar lodo Hquido 
digerido nas seguintes taxas: 5; 1 0 e 15 Uha a cada 35 dias. 
a 
a 5 
OS vern 
planta<;Qes florestais destas especies '2000). 
A EMBRAPA Cerrados 
a 
a no 
in sumo 2000 ). 
urn experimento em 1995, 
sua 
a urn 
0 
lca<;ao sem necessidade 
0 era 
lodo 
Segundo COMPARINI (2001 ), lodos na forma lfquida ou fluida, com teor de s61idos 
de ate 15%, podem ser aplicados superficialmente por espalhamento, ou, injetados 
diretamente no subsolo. 
0 Departamento do Meio Ambiente do Reino Unido introduziu em 1989, Normas 
para a utiliza<;ao de lodo de esgoto na agricultura e em 1991, Normas como a "Pratica da 
Agricultura sustentavel e da Prote<;ao das Aguas" que recomenda que a taxa maxima 
anual de lodo lfquido de esgoto nao ultrapasse 130 m3/ha.ano (33 Uha.ano na base seca ), 
com urn total anual de nitrogenio aplicado via lodo nao excedendo 250 kg/ha.ano 
(BOWLER, 1999). 
A tabela 3.4 apresenta valores da produ<;ao e as formas de disposi<;ao final do lodo 
de ETEs na Europa (TSUTIYA, 2001 ). 
15 
Ta.bela 3.4: Produc;ao e formas de disposic;ao final de lode de ETEs na Europa. ( x 1000 tlano 
na. base seca.) 
Pals Quantidade Uso % utiliza.da Aterro lncinera~o Disposi~ao Outros 
total na Oceanica usos 
134,0 
U.K. 1107,0 488,0 44,0% 88,6 77,4 322,0 121,0 
Holanda 335,0 87,0 25,9% 171,0 10,0 67,0 
Portugal 2,7 10,8% 7,3 0,5 14,5 
Espanha 350,0 175,0 50,0% 122,5 17,5 35,0 
Suecia 200,0 80,0 40,0% 120,0 
Suiya 270,0 121,5 45,0% 81,0 67,5 
Total 7387,0 2690,1 3066,2 801,4 380,3 447,1 
Fonte: Ada pta do de Matthews, 1999 In: TSUTIY A, 2001 
Baseado nas informagoes da tabela 3.4, e possfvel observar que OS parses Franga 
(58%), Noruega (56%), Dinamarca (54%) e Espanha (50%) ja utilizam mais de 50% do 
lodo produzido nas na agricultura. lsso mostra que esta pratica tende a se fixar 
como alternativa de disposigao final para o lodo de ETE. 
Os recursos hldricos subterraneos sao uma alternativa de abastecimento simples, 
confiavel, eficiente, de baixo custo e com alta disponibilidade. Segundo diagn6stico 
efetuado pela CETESB, o uso das aguas subterraneas para abastecimento publico no 
Estado de Sao Paulo, vern crescendo gradativamente. Atualmente, % dos municfpios 
do Estado sao total ou parcialmente abastecidos por aguas subterraneas. lsto mostra a 
16 
importancia e a necessidade de protec;ao da qualidade destas aguas (CETESB, 2000). 
no ao 19 
incubac;ao onde periodicamente se fazia a adic;ao agua a de provocar lixiviac;ao. 
func;ao dos resultados obtidos, o autor sugeriu que existe a possibilidade de se perder ate 
do N adicionado via para camadas abaixo 40 em. 
a no 
e Latossolo em 
quantidades correspondentes a 72 Mg/ha cada uma, num perfodo de 12 meses. Os 
resultados obtidos mostraram nfveis de nitrate no lfquido percolado da ordem de 96 mg/L. 
Os vaiores encontrados indicam que existe a possibilidade de haver caminhamento de 
nitrates para camadas de solo inferior a 60 em ap6s sucessivas e pesadas aplica¢es de 
!ado. 
Zhang e Xue citado par Wang (1997), em avaliac;ao feita na China, constataram que 
ap6s 1 ana de aplicac;ao superficial de lodo em solo degradado, nas taxas entre 22,5 a 
67,5 tlha.ano, as concentra<;oes de nitrate, diminufram ao Iongo do perfil do solo e nao 
atingiram 30 mg/kg nas profundidades abaixo de 1, 00 e 1 ,20 m. Para esses autores, estes 
resultados indicam que as aguas subterraneas nao seriam contaminadas nas condi¢es 
da pesquisa (WANG, 1997). 
3.3. 0 efeito da aplicaqao de lodo no solo 
0 solo superficial e a zona principal de desenvolvimento das vegeta<;oes. Armazena 
a maioria dos nutrientes disponiveis para os vegetais e supre grande porc;ao da agua 
usada pelas culturas. Mediante cultivo apropriado e incorporac;ao de residues organicos, 
sua condic;ao flsica podera ser modificada. 
3.3.1. A materia organica no solo 
de materia organica dos solos pode variar 1%em de desertos 
em e 
com 
como tamanho e estabilidade dos agregados, capacidade de armazenamento e infiltra<;ao 
de agua no solo, densidade, lixivia<;ao, biomassa e atividade microbiana, pH, CTC, 
imobiliza<;ao de substancias t6xicas e solubiliza<;ao de nutrientes das particulas do 
a Off'lf"":'<=:~'n a sua 
mineraliza<;ao ( 1999). 
presenya de materia organica melhora o estado de agrega<;ao das partfculas do 
solo, diminui sua densidade,
aumenta a aera<;ao, a capacidade de reten<;ao de agua e a 
capacidade de troca de cations. Na literatura, encontra-se grande numero de trabalhos, 
procurando avaliar os efeitos do lodo de esgoto nas propriedades ffsicas, qufmicas e 
biol6gicas do solo, assim como seu efeito fertilizante e poluidor do ambiente (MARQUES, 
2000). 
A materia organica pode ser adicionada aos solos mediante diversos processos: 
e Enterramento das culturas, quando ainda se acham em estagio imaturo e 
suculento, o que denomina aduba<;ao verde; 
• Estrume rural; 
• Despejos organicos nao rurais, tais como resfduos de esgotos e compostos, 
que atualmente vern sendo usados com mais frequemcia; 
• Restolhos, palhas e especialmente reslduos do sistema radiculares, que sao 
deixados no interior dos solos ou na superffcie para decompor-se. 
3.3.2. 0 nitrogenio no solo 
Dos varios nutrientes vegetais, o 
se ao 
em 
eo 
se 
18 
atenyao. 
serem 
a sua 
como 
de cultura, fertilizantes comerciais, adubos e atualmente a aplicayao de lodo de 
esgoto domestico tern contribufdo como fonte de nitrogenio. maior parte do nitrogenio 
adicionado ao solo passa por varias transforma9oes sucedem-se 
Figura 3.2: Cicio do Nitrogenio 
Fonte: Adaptado de BRADY, 1989 
Animals Humanos 
//iii! t 
/ ~Perdas 
- Residuos, 
estrumes 
c reja-itos 
maior reserva de nitrogenio e a atmosfera, com aproximadamente 78% de N2. 
exceyao de alguns tipos de algas, as plantas e os animais nao podem utilizar o 
ar. 
• pH: lodo mais alcalino (pH>9), tern maior perda de amenia por 
volatilizayao do que 0 lodos mais acidos 
a 
• Metodo de apUca~ao: Quanto mais o lodo no 
menor sera a perda pela volatilizayao. Se o lodo e espalhado na superflcie 
do solo, a volatilizayao da amenia ocorre rapidamente com o maximo da 
perda ocorrendo na primeira semana. 
• Umidade do solo: Se o solo e saturado antes da aplicayao superficial de 
lodo Hquido, a taxa de volatilizagao tende a aumentar, pois ha uma 
diminuiyao na taxa de infiltrayao do lodo. Tornando lenta ou impedindo a 
infiltrayao, aumenta-se o tempo de contato da soluyao aquosa de ion de 
amenio com as condi<;Qes atmosfericas da superffcie, aumentando assim a 
perda por volatilizayao. 
Para os casos de disposiyao de lodo no solo, sem a finalidade de reciclagem, a 
volatilizayao da amenia contribui para diminuir a formayao de nitrato por meio da 
nitrificagao. 
Por meio de bacterias quimiossinteticas, Nitrossomonas.sp, ocorre a transformagao 
da amenia em nitrito e as bacterias Nftrobacter.sp, convertem o nitrito em nitrato, esses 
processes recebem o nome de Nitrificayao (CARVALHO, 1980). 
20 
A nitrifica~o e urn processo de oxida98o enzimatica da amenia para nitratos, que 
ocorre em ea 
eo 
As equa9oes abaixo representam as rea9oes qulmicas oxida98o 
+ ---·~ + 1 
real:;;80 e 0 
nitr·nnOnlli"\ amoniacal para riiTF"Ilrr\ 
N02"+ Y2 02 ~ N03- eq.(3.2) 
Nesta etapa as bacterias do genero Nitrobacter.sp oxidam o nitrito NO£ para nitrato 
No3--
A nitrifica98o completa e representada pela equa98o abaixo; 
NH40H + 2 02 ~ HNOs + 2 H20 eq.(3.3) 
3.3.4. Condi~oes que influenciam a nitrifica~ao 
As bacterias nitrificadoras sao muito sensfveis ao proprio ambiente e as condi9oes 
do solo podem influir sobre a intensidade da nitrifica98o. Os fatores que afetam 
diretamente sao: montante de amenia, aera98o, temperatura, bases permutaveis e pH 
(BRADY, 1989). 
e Montantes de amonia: A nitrifica98o s6 sera possivel se houver uma fonte de 
amenia para ser oxidada. 
diretamente ligada ao 
distribui98o das formas de amenia esta 
21 
Segundo MARTINS (2000), as formas amoniacais estao presentes no solo de 
acordo com o pH 
8 = o ... ,.fil"•"""''"""'"'iro + 
= 
IC8(;80 e urn DfOice~SSO 
a aera9Bo ate 
intensifica-la. 
• Temperatura: 
a se a 
na 
• Quando o pH aproxima-se do acido, ocorre uma diminui9Bo da taxa 
oxida9Bo da amonia. Esta tendemcia esta relacionada com a sensibilidade das 
bacterias nitrificantes a ambientes acidos. 0 efeito do pH acido (< 5) mostra-
se mais como inibit6rio do que como t6xico para a nitrifica9Bo. 
A aplica9Bo de grande quantidade de amonia e Ions amonio, via lodo ou via 
fertilizantes, mostram tendencia para aumentar a acidez deste solo, pais a rapida 
nitrifica9Bo destes compostos Iibera fans de hidrogenio que permanecem adsorvidos pelos 
col6ides do solo (BRADY, 1989) 
3.3.5. Desnitrifica~ao 
0 grande reservat6rio de N2 e o ar atmosferico, para que o nitrogenio retome para o 
ar na forma de N2 e necessaria que ocorra a desnitrifica9Bo. A desnitrifica9Bo biol6gica 
envolve a redu9Bo, por via biol6gica, do nitrato a nitrito e nitrito a nitrogenio gasoso. 0 
nitrito e o nitrato fornecem o oxigenio para a respira9Bo microbiana da propria rea9Bo de 
desnitrifica98o. Assim sendo, a condi9Bo adequada para a desnitrifica9Bo e comumente 
chamada de an6xica- oxigenio ausente mas nitrato presente (FERREIRA, 2000). 
22 
Nao e o mecanisme exato pelo se realizam tais redu~oes; no entanto, 
a tendencia geral das rea~oes podera ser representada, da maneira a 
+ + 
+ 6 + 6 +3 
+4 + --~~ 2 + 
quantidade de nitrogenio disponfvel e tambem afetada pelas perdas de N 
amoniacal pela volatiliza~o da amonia 0 que em geral e de diffcil 
IL<:lll~u como 
em a e seu 
). 
grande mobilidade do No-3 no solo esta relacionado com o fato deste composto ser 
soluvel, o que facilita o seu caminhamento atraves dos solos mais poroses, podendo 
atingir as aguas subterraneas. 
possibilidade de polui~o de fontes de aguas subterraneas ou de lagos por 
lixivia~o dos despejos, requer estudo cuidadoso, o conhecimento do ciclo de elementos 
como o carbona, nitrogenio, f6sforo e outros, bern como o comportamento deles no solo, 
pode ajudar a evitar a polui~o das aguas subterraneas (SORG, 1980). 
3.3.6. Cicio do F6sforo 
A ciclagem biol6gica do f6sforo (Fig.3.3) no solo ocorre por meio dos raizames dos 
vegetais que absorvem os compostos inorganicos de f6sforo e em menor quantidade os 
organicos, deslocando-os para as partes das plantas acima do solo. 0 f6sforo presente 
nas plantas e devolvido ao solo, quer no residues das culturas, quer nos rejeitos 
humanos e animais. Os microrganismos decompoem estes residues e liberam f6sforo 
organico e inorganico no solo, iniciando urn ciclo (BRADY, 1989). 
·p ASSlMU.AVEL 
organico e 
inorgAnico 
Figura 3.3: Cicio do F6sforo 
Fonte: Adaptado de BRADY, 1989 
23 
0 f6sforo e liberado pela decomposi98o de compostos organicos, pela erosao 
gradativa de rochas fosfatadas, e esta presente nos esgotos enos fertilizantes agricolas 
(BRANCO, 1980). 
Os mecanismos de devolu98o do f6sforo ao ciclo, podem ser insuficientes para 
compensar a perda de fosfato que escoam para os rios, lagos e mares. Urn procedimento 
experimental para reciclagem do f6sforo, implica no lanyamento dos efluentes na 
vegeta98o de altitude em vez do lanyamento direto em riachos e rios (ODUM, 1983). 
24 
0 excesso de fosfato dissolvido na agua doce, resultante do volume crescente de 
e uma 
a 
u-..,. .. ~ .... ,.1 ... a 
respeito a grande quantidade fosfato proveniente 
agriculture e dos esgotos domestico e industriais, que sao langados diretamente nos rios e 
lagos, nao retornando ao solo, podendo causar a eutrofizac;8o desses corpos d'agua 
No seu ciclo na natureza, o f6sforo sofre uma serie de transforma¢es pelos 
microrganismos, pois apesar de existir f6sforo organico no solo em grande quantidade, 
este nao esta disponivel para as plantas. E atraves dos microrganismos; bacterias, fungos 
e actinomicetos que ocorre a transformac;ao do f6sforo organico em formas inorganicas 
(fosfato), que sao disponfveis as plantas (CONSULTEME, 2002). 
Tanto as formas organicas, quanto as inorganicas, estao presentes no solo e ambas 
sao importantes
para OS vegetais. 0 f6sforo inorganico soluvel dilufdo em acido e mais 
prontamente assimilavel do que as formas inorganicas residuais. Em solos com fertilizac;8o 
abundante, terao quantidades elevadas de f6sforo organicos nas camadas superiores 
(BRADY, 1989). 
3.3.6.2. 0 pH e a disponibilidade do f6sforo inorganico 
A disponibilidade do f6sforo para os vegetais e determinada, em certo grau, pela 
forma ionica deste elemento e a forma ionica e determinada pelo pH da soluc;8o em que o 
e encontrado (BRADY, 1989). 
25 
soluc;oes muito acidas, apenas os Ions H2P04- estao presentes, a medida o 
0 
~ 
Q 
< a: 
i-
z 
w 
0 
z 
0 
0 
p 
100 
OS 
pH DASOLUcAO 
Figura 3.4: Grafico do pH pela concentra~ao de f6sforo disponivel em % 
Fonte: BRADY, 1989 
e 
Entretanto, a presen9B de outros compostos ou Ions exercem influemcia sobre a 
assimilabilidade do f6sforo, como por exemplo a presenc;a de ferro e de alumfnio soluveis 
e sob condic;Qes muito acidas, ou a presenc;a de calcio com elevados valores de pH, 
Figura 3.5 (BRADY, 1989). 
3.5: Formas de f6sforo disponiveis de acordo com o 
Fonte: BRADY, 1989 
do solo 
26 
Como demonstra a figura acima, solos com pH entre 5,5 e 7,0 tandem a 
disponibilizar fosfatos assimilaveis para as plantas. Porem, sao pressupostas condiyaes 
medias e nao devera concluir que qualquer solo especlfico apresentara exatamente a 
distribui~o acima descrita. A propor~o real a permanecer sob forma assimilavel 
dependera do contato com o solo, do perfodo de rea~o e de outros fatores 
(BRADY, 1989). 
E 
nesta pesquisa e proveniente estagao de de 
em 
esgoto tratado e de tipicamente bairro 
Riacho Grande - SBC/SP. vazao afluente e de 5 e o esgoto tratado e de uma 
populagao estimada pelos operadores da estagao, de 10.000 habitantes. Atualmente a 
estagao tern recebido contribuigao de fossas de escolas municipais, atraves de caminh6es 
de coleta. Como esta contribuigao e ocasional, nao ha dados da vazao desta parte do 
esgoto. 
processo de tratamento da ETE e o valo de oxidagao e possui unidades de 
gradeamento, caixa areia, 2 valos de oxidagao, dais decantadores (Fig.4.2) e 5 unidade 
de leitos de secagem. Neste processo os fenomenos biol6gicos caracterfsticos de seu 
funcionamento sao semelhantes ao processo oxidagao total, onde o tratamento do 
esgoto e do lodo sao feitos no mesmo tanque. A oxidagao total pode ser definida como um 
processo em que o biol6gico produzido por sfntese e por auto-oxidagao. 
esgoto entra no valo de oxidagao, possui um aerador (escova rotativa com 
pelos 
OS 
fornecer oxig€mio, e inicia-se a 
aer6bios (Fig.4.3). oxidagao 
ocorre a separagao material 
o esgoto segue 
passa por uma canaieta onde recebe a cloragao (hipoclorito de s6dio lfquido) antes de ser 
descartado na Represa Billings, uma parte do lodo retorna para os valos de oxidac;ao eo 
rO~>i'"'l'"'i'O e nos 
Guapiranga 
Represa 
Billings 
Rod. dos 
lmigrantes 
Bairro Riacho Grande 
Km29 
Figura 1: Mapa de Localiza~io da ETE de Riacho Grande 
Fonte: Adaptado de GUILHERME (1997) 
29 
30 
geral dos Valos de oxida~ao da Esta~ao Riacho Grande 
MONTAGEM DO EXPERIMENTO 
Os reatores foram montados no CESET - Centro Superior de Tecnologia em 
Limeira - SP, pertencente a UNICAMP. A escolha do local para montagem do 
experimento levou em considera98o os seguintes aspectos: seguranga, pais o local e 
cercado e nao permite a entrada de pessoas estranhas e a existencia de uma estagao 
meteorol6gica situada ao lado da area do experimento, o que facilita o acompanhamento 
de dados meteorol6gicos, ja que a chuva e um fator de grande interferencia nesta 
pesquisa. 
Para este trabalho, foram montados 18 reatores de fibra de vidro com 1 ,20 m de 
altura e 1,10 m de diametro, preenchidos com solo argiloso. reatores (Fig.4.5) foram 
dispostos sabre blocos de cimento e areia para facilitar a coleta do percolado. Foi deixado 
0,20 m de borda livre para que o lodo fosse disposto com seguranga e nao transbordasse. 
cada 0,25 m de profundidade, a contar da superflcie, foram instalados coietores 
uti! izados em , 999, para a 
no solo. 
3 
e a 
superffcie do solo. Estes coletores (Fig.4.6) fixados no 
reator com auxllio de um tuba de PVC de %" e uma flange (Fig.4. 7), mantendo-se uma 
distancia de 0,25 m da parede da cuba e dispostos simetricamente entre si, formando os 
vertices de um triangulo equilatero no plano horizontal. 
do posicionamento dos coletores dentro da cuba 
32 
esta9ao monitoramento recebeu urn prolongamento da tubula9ao ap6s a 
flange, na parte externa da cuba, com urn registro para coleta do lfquido percolado. 0 
quarto registro esta instalado na salda de descarte do excedente que atinge o fundo do 
reator (1,0 m de profundidade). Os registros foram instalados para evitar a entrada de ar 
no sistema e para permitirem o armazenamento e a coleta lfquido no momenta 
desejado. Ap6s a montagem dos coletores, o solo foi acomodado ate atingir 1,00 m de 
altura. Esses reatores foram idealizados para simular o perfil solo (Fig. 4.8) e o 
comportamento do lodo ao Iongo deste. 
Os reatores foram montados em triplicata para uma analise dos resultados 
(Fig.4.9). Cada serie de reatores contem as seguintes taxas: 0 (controle); 2,5; 5,0 e 7,5 
t/ha taxas e 5 t/ha e 0 (controle) com o pH do solo corrigido para 7 (neutro). Estas taxas 
de aplica9ao foram baseadas nos resultados obtidos por NUVOLARI (1996), que trabalhou 
com taxas variando entre 5; 10 e 15 (t/ha), onde obteve melhores resultados com a taxa 
de 5 (t/ha). este motivo foi utilizado valores acima e abaixo de 5 (t/ha) uma nova 
m 
Superficie 
um reator, simulando o perfil do solo (sem escala) 
2,5 0 c 
uou 
1,5 5 c R 
uou 
7,5 () 25 Oc 5 0 5c uuouu 
7,5 
u 
0 Oc 5c 5 0 2,5 
uuuuu 
R= Solo reserua 
c= Solo corrigido 
Serie 1 
I 
Serie 2 
I 
Serie 3 
Figura 4.9: Mapa do posicionamento dos reatores e as respectivas taxas de aplicac;io. 
33 
4.2.1-SOLO 
em 
Para a determinagao da curva granulometrica foi utilizado o metodo M6-61 (DER-SP-
1 
da analise 
granulometrica. 
um !:ln~::~rc.l 
se encontra no anexo 
4.2. 2. APLICACAO DO LODO 
e 
um 
juntamente com a curva 
Nesta pesquisa o lodo foi aplicado, sem nenhum pre-tratamento, na forma lfquida 
em um solo com ausemcia de vegetagao. Atualmente a CETESB (1999) recomenda que as 
aplicagoes de lodo no solo, sejam baseadas na taxa de mineralizagao do nitrogenio, 
porem como o objetivo geral desta pesquisa foi avaliar a possfvel contaminagao dos 
leng6is freaticos com compostos de nitrogenio e f6sforo, as aplica¢es foram baseadas na 
degradagao da materia organica no solo. Para avaliar a degradagao da materia organica 
foi utilizado o ensaio respirometrico de Bartha NT- l6.350 - CETESB - 1990 e ABNT 
01 :603.06-007. 
0 ensaio de respirometria (Fig.4.1 0) consiste em avaliar a biodegradagao de 
compostos organicos adicionados ao solo, atraves da medida do oxigemio consumido ou 
do gas carbonico produzido durante a biodegradagao dos compostos organicos. 
os vaiores 
35 
estimar quando a materia orgamca estara degradada, permitindo assim uma nova 
aplicac;ao. Os ensaios de respirometria foram realizados paralelamente por uma bolsista 
no 
as ocorrer aproximadamente a cada dias. 
Figura Ensaio de respirometria, detalhe para os respirometros de Bartha 
As quantidades de lodo lfquido referente as taxas 7,5 tlha, 5 tlha e 2,5 tds/ ha foram 
baseadas no peso da materia seca (base seca). cada aplicac;ao, quando o lodo 
chegava da estac;ao, fazia-se a determinac;ao dos s61idos totais do lodo e com base 
nesse dado, calculava-se o valor equivalents em litros. A seguir, sera apresentado urn 
exemplo de calculo para uma determinada taxa de aplicac;ao. 
@ Calculo da area
superficial dos reatores: 
0,53m 
A= n x R2 
A= 0.88 m2 
• Calculo da taxa equivalente a area dos reatores: 
7,5 = 7,5 t I 10.000 m2 = 7.500 kg/ 0.000 m2 = 750 g/ 
g ~ 1 
X Ill' 88 
x= g 
• Calculo do valor equivalente em Utros: 
So lidos totais do lodo bruto = 30,76 g/L 
Nesse exemplo, para a taxa tlha, 0 valor equivalente de lodo lfquido e de 21 ,45 
pais os valores mudam a cada aplicagao de acordo com os s61idos totais. 
Para as demais taxas, faz-se a relagao abaixo descrita. 
L 
tlha __.,. x 
x= 14,3 L 
Na aplicagao do lodo liquido digerido, Figuras 4.11 e 4.12, utilizou-se provetas de 
plastico com 2 L de capacidade, para medir as quantidades de cada taxa com maior 
precisao. 
As Figuras 4.13, 4.14 e 15 ilustram como e realizado o espalhamento do lodo na 
superffcie do solo. 
0 lodo foi disposto sabre a superflcie do solo de cada reator e nao houve 
incorporagao deste ao solo. solo superficial nao era revolvido nem antes e nem ap6s as 
aplicagoes como ocorre na agricultura, quando o iodo e utilizado como fertilizante. 
37 
Figura 1: Medic;ao do volume de lodo a ser aplicado nos reatores 
Medic;ao volume de lodo liquido a ser aplicado nos reatores 
38 
Detalhe do espalhamento do lodo liquido na superficie do reator 
Figura 4.14: Aplicac;ao do lodo liquido na superficie dos reatores 
39 
Vista superflcie do ap6s aplicagao do lodo no reator 
4.3. METODOS ANAliTICOS UTIUZADOS PESQUISA 
metodologia que foi usada no trabalho de pesquisa esta descrita a seguir e 
subdividida de acordo com o tipo de analise ffsico-qulmica. 
4.3.1- ANALISES PRINCIPAlS 
1. o caracterizado, de cada aplicagao, ou seja a 
dias, segundo os parametres: 
• nitrogenio (serie completa); 
• f6sforo Total. 
• S61idos totais anaiises 
a dos valores da serie do nitrogenio, o sistema "Flow Injection 
Analysis" (MARTINS, 2000) e os padroes segundo (APHA). Para o f6sforo total, 
asc6rbico, 
nitrogenio nitrito -) 
nitrogenio nitrate (N-N03-) 
f6sforo total (P) 
a mesma rno,ft"lf"ll"\ 
em p!astica, 
transferido para garrafas de vidro (garrafa 
com acido sulfurico (1 ml para cada amostra). 
ea 
aos 
0 
com 350 ,no 
"Gatorade") e preservados 
Neste sao apresentados os resultados obtidos na caracterizac;ao 
Hquido digerido e no Hquido infiltrado, ap6s aplicac;8o de lodo Hquido durante 1 ano, 
totalizando 9 aplica~oes de lodo. As aplica~oes foram realizadas a cada 40 dias e os dias 
na 
Datas Aplica~oes durante o ano 
Dias de Aplica~ao 
29 de Janeiro 
12 de Mar~o 
23 de Abril 
4 de Junho 
16 de Julho 
27 de Agosto 
15 de Outubro 
26 de Novembro 
28 de Janeiro 
Por ser urn sistema aberto, as coletas sofreram influencia direta das precipita~oes 
pluviometricas, no que diz respeito a quantidade de Hquido infiltrado. As precipita¢es 
tambem influenciaram na lixiviac;8o dos nutrientes transformados no solo e analisados 
nesta pesquisa. Por este motivo, a apresentac;8o dos resultados, foram divididos por 
periodos. 
42 
Os perfodos foram divididos com base na ocorrencia e na intensidade das 
precipitayoes pluviometricas ao Iongo do ano (Vide dados pluviometricos no Anexo Os 
a 
lnn">C.'I'I"'I .... .,.: 1 mm 
Numero de aplicayaes de lodo = 2 
Numero coletas = 2 
a ~c.T.c.rn 
Media mensa! pluviometrica = 40,3 mm 
Numero de aplica<;oes = 4 
Numero de coletas = 7 
• Terceiro periodo de Avalia~ao 
De outubro de 2001 a janeiro de 2002 
Media pluviometrica mensal = 222,8 mm 
Numero de aplicagoes = 3 
Numero de coletas = 6 
nas 
5.1 Resultados obtidos na caracteriza~ao do Lodo liquido digerido 
0 lodo Hquido utilizado na pesquisa foi caracterizado antes de cada aplicagao 
quanto aos parametros da Tabela 5.1. sendo que os coliformes fecais e totais sao 
parametros analisados no trabalho de mestrado e ovos de helmintos no trabalho de 
doutorando. 
Tabela : Parimetros analisados no lodo liquido antes de cada aplica~io 
Parametres Resultados 
pH 6,0 a 6,5 
S6iidos Totais (g/l) 41,227* 
Nitrogenio Total Kjeldahi (mg/L) 80,796* 
Nitrogenio Organico (mg/L) 30,695* 
Nitrogenio Amoniacal (mg/L) 50, 101* 
Nitrogenio Nitrito (mg/L) 12,58* 
Nitrogenio Nitrato (mg/L) 123,710* 
F6sforo Total (mg/L) 
2,7 X 106 " 
1 ,0755* 
Coliformes Totais (NMP de CT/100 ml) 
Coliformes Fecais (NMP de CF/100 ml) 7,3 X 105 " 
Ovos de Helmintos ( ovos/L) 23 * 
As Figuras 1.1 a 5.1 apresentam os valores obtidos na caracterizayao 
lfquido quanto aos parametres: N-Ntk (Kejaldhal), N-Organico, N-NH3 (Amenia), N-N0-2 
(Nitrito), N-No-3 (Nitrato) e F6sforo total, ao Iongo das noves aplica9oes (Vide Tabela 
5.1.1.1 e 5.1.6 no anexo A). 
43 
As concentra96es das formas de nitrogenio e f6sforo total presentes no lodo lfquido 
digerido, por ocasiao de cada aplicayao de lodo no solo, nao foram proporcionais e 
constantes devido as datas de aplicayao que nao coincidiam com as datas de descarte da 
estayao. 
0--
29/Jan. 12/Mar. 23/Abr. 
5.1.1: ru'l~ontraf'f\Q«:! de 
das 9 aplicac;oes 
200 
180 
160 
-I 140 
z 120 
~ 100 , 
C) 80· 
16/Jul. 27/Ago. 26/No'\128/Jan. 02 
Aplica~lo de lodo 
nolodo ao 
E :;~~-~-~~.;~f~I~I-II-
29/Jan.12/Mar.23/Abr. 4/Jun. 16/Jul. 27/Ago.15/0ut.26/NmZ8/Jan.02 
Data de ncacao de lodo 
nolodo ao Iongo das 9 
200 
180 I /t-··· ~~-
160 
140 
z 120 
~ 
, 100 i 80 
60 
40 
20 
0 ·r----~T ----·- r~---------r·---------"--r------, --===-, 
29/Jan. 12/Mar. 23/Abr. 4/Jun. 16/Jul. 27/Ago. 15/0ut. 26/Nov28/Jan.02 
Data de Aplica~ de lodo 
Figura 5.1.3: Concentrac;oes de N-Amonia no lodo liquido ao Iongo 
das 9 aplicaQoes 
If) 
'<t 
200 
1 
160 
~ 140 
z 120 
~ 100 
~ 80 
60 
40 
20 
II Nitrito 
- ~- ---~-------1 
0 -JL'---~~-T·----~T--,--~--- --~ .. r---~-r---~~ .. ·--"~~-~-( 
29/Jan.12/Mar. 23/Abr. 4/Jun. 16/Jul. 27/Ago.15/0ut.26/Nm28/Jan.02 
5.1.4: 
9 aplica¢es 
220 
200 
180 
160 
~ 140 
11.1 120 
, 100 
i' 80 
60 
40 
Data da Aplicac;io de lodo 
de N-Nitrito no lodo ao das 
o~~-~-r---·-~-1·--··- ~~-------r-----~-~----~-~---~-1----~~---~--( 
29/Jan.12/Mar. 23/N:Jr. 4/Jun. 16/Jld. 27/~o.15/0J:. 26/N0\28/Jan.02 
Data da Apl~o de lodo 
.5: 1\U\Iitratn tO nO l0d0 ao 
1,8 
1,6 
1.4 
a. 12 
11.1 • 
'0 1 
:::! 08 ~ o:6~ 
0,4 
0,2 
0 r"~~-----
29/Jan. 12/Mar. 23/Abr. 4/Jun. 16/Jul. 27/Ago. 15/0ut. 26/Nov28/Jan.02 
Dlas de apllcagao 
Figura 5.1. 7: Concentrayoes F6sforo total no lodo lfquido ao Iongo 
das 9 aplicayoes 
46 
5.2. Resultados obtidos na avaliac;ao do liquido infiltrado no solo, referentes 
ao 
as e no 
Tabela Datas de aplica~ao do lodo e das coletas do liquido 
primeiro periodo 
As Figuras 5.2.1 a ilustram os valores medios das concentra9oes 
N03- e P no liquido infiltrado, obtido nos co!etores de drenagem livre, durante o perfodo de 
janeiro a mar90 de 2001, nas profundidades 0,25; 0,50; 0,75m e 1,00 m (descarte de 
fundo). (Vide Tabelas 5.2.1 a 5.2.9 no anexo B). 
1:'~ 
"<1" 
Profundidadede colem 
Figura 5.2.1: Com::entra~ao de N-NH3; N-N02·; 
no liquido infiltrado na taxa 0 controle em solo com 
corrigido 
Figura 5.2.3: Concentra~;ao media de N-NH3; 
N03• no liquido infiltrado na taxa 5 tds/ha 
.. N-
0,25m 0,50m 0,75m 
Profundidade de oolela 
1,00m 
Figura 5.2.2: Concentra~ao media de N-NH3·; N-NO£; N-
N03· no liquido infiltrado na taxa 2,5 tds/ha 
0,25m 0,50m 0,75m 
Profundidade de colet:l 
1,00m 
Figura 5.2.4: Concentra~ao media de N-NH3; N-NO£; N-N03• 
no liquido infiltrado na taxa 5 tds/ha em solo com corre~ao 
de pH 
00 
"""" 
0,50m 
Profundidade de cdefa 
5.2.5: Concentra~ao 
no liquido infiltrado na taxa 
'ofl.rlldidade de coleta 
Figura 5.2.6: Concentra~ao media de Fosforo Total no 
liquido infiltrado na taxa tds/ha 
~ 
-!! 
~ 
0,25m 0,50m
0,75m 1,00m 
Prduncldade de oolel:a 
Figura 5.2.7: Concentrat;ao media de Fosforo Total no 
liquido infiltrado na taxa 5 tds/M 
0,25m 0,50m 0,75m 1,00m 
Profuldi~ de coleta 
Figura 5.2.8: Concentra~ao media de Fosforo Total no 
liquido infiltrado na taxa 5 tds/ha em solo com pH 
corrigido 
49 
mg de P/L 
3 (j). 
Q. 
iii' 
c. (!) 
, 
""! 
0 
2' 
..... :s 
0 Q. 
i: a: l!) 
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l!) 0 
S" 3 )( 
l!) 
:-a 
O'i 
-c. ~ 
::r 
l!) 
50 
5.3. Resultados obtidos na avaliat;ao do liquido infiltrado no solo, referentes 
ao segundo periodo -Abril a Setembro de 2001 
6 aplica<;6es no ano. 
Tabela 5.3: Datas 
segundo periodo 
4 
estao na 
mm. 
aplica~ao liquido e das coletas do 
Coleta do Percolado para 
• 24/Ago/2001 
• 05/Set/2001 
Iii 18/Set/2001 
• 15/0ut/2001 
Coleta do Percolado para 
F6sforo 
no 
As Figuras 5.3.1 a 5.3.9 ilustram os valores medias das concentra<;oes de NH3, 
N02, N03 e P obtidos coletores de drenagem livre, realizadas no perfodo de abril a 
setembro de 2001, nas profundidades 0,25, 0,50, 0,75 e 1,00 m (Descarte de fundo). (Vide 
Tabelas 5.3.1 a 5.3.9 no anexo C). 
....... 
"" 
0,25m O,OOm 0,75m 1,00m 
Figura 5.3.1: Coru::entrat;ao media de N-NH3; N-N0·2; N-N0-
3; no liquido infiltrado na taxa 0 em solo com pH ........... ;"';..~..,. 
0,25m O,OOm 
5.3.2: Concentrat;ao 
no liquido infiltrado na taxa 
0,75m 1,00m 
N-N0-2; N-N0-3; 
~ 
-8 
0,25m O,OOm 0,75m 1,00m 
Proft.n:.idade de cdeta 
Figura 5.3.3: Concentrat;ao media de N-NH3; N-N0-2 ; N-N0-
3; no liquido infiltrado na taxa 5,0 tds/ha 
~ 
-8 
~ 
0,25m O,OOm 0,75m 1,00m 
~decdetl 
Figura 5.3.4: Concentra~ao media de N-NH3; N-N0-2 ; N-NO· 
3; no liquido infiltrado na taxa 5,0 tds/ha em solo com pH 
corrigido 
N 
If) 
-1 
~ 
130 120 
168 
90 
80 70 
60 50 
40 30 
20 18 
de coleta 
Figura 5.3.5: media de N-NH3; N-N0-2; N-NO· 
3; no liquido infiltrado na taxa tds/ha 
0,25 m 0,50 m 0,75 m 
Profundidade de Coleta 
Figura 5.3.7: Concentra 
liquido infiltrado na taxa 
media de f6sforo 
tds/ha 
1,00 m 
no 
::::: 
0.. 
Ill 
"1:1 
\C) 
E 
::::: 
0.. 
OJ! 
'C 
Ol 
E 
0,06 
0,05 
0,04 
0,03 
0,02 
0,01 
0,25 m 0,50 m 0,75 m 1,00 m 
Profundidade de Coleta 
Figura 5.3.6: Concentra~ao media de fosforo total no 
liquido infiltrado na taxa 2,5 tds/ha 
0,06 
0,05 
0,04 
0,03 
0,02 
0,01 
0 
0,25 m 0,50 m 0,75 m 1,00 m 
Profundidade de coleta 
Figura 5.3.8: Concentra~ao media de f6sforo total no 
liquido infiltrado na taxa 5,0 tlha em solo com pH corrigido 
53 
P/L 
"tt 
"""! 
~ 
:l 
Q. 
Q. s: 
m IIJ 
.... Q. 
0· II) 
Ill Q. 0' II) 
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6' §: 
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.... 
IIJ 
Q. 
0 
:I 
IIJ 
54 
5.4. Resultados obtidos na avana~ao do liquido infiltrado no terceiro periodo -
Tabela 
a 
um 
em 222,8 mm. Foram realizadas 
no 
a 
totalizando 9 
Datas de aplica~ao do lodo e das coletas de liquido infiltrado no terceiro 
• 06/Nov/2001 
• 27/Nov/2001 
• 29/Jan/2002 
As Figuras 5.4.1 a 5.4.12 ilustram os valores medias das concentragoes de N-NH3, 
N-N02 , N-No3- e P obtidos coletores de drenagem livre, no perfodo de outubro de 2001 a 
janeiro de 2002, nas profundidades 0,25; 0,50; 0,75 me 1,00 m (Vide as Tabelas 5.4.1 a 
5.4.12 noanexoD). 
'" 
"' 
z 
.el 
~ 
.el 
Pro~funididade de coleta 
Figura 5.4.1: media de N-NH3 ; N-No-2; N~No-3, no 
liquido infiltrado para a taxa 0 controle em solo com corrigido 
mdidade de coleta 
Figura 5.4.3: Com::entra~ao media de N-NH3; N-N0-2; N-N0-3, no 
liauido infiltrado para a taxa tds/ha 
100 
90 
80 
z 70 
-!! 60 
-I 50 
~ 40 
30 
20 
10 
0 
0,25m 0,50m 0,75m 1,00m 
Profundidade de coleta 
Figura 5.4.2: Concentra~ao media de N-NH3; N-N0-2; N-No-3, no 
liquido infiltrado para a taxa 0 controle 
1~ 
~ 1~ 
-!! ~ 
~ ~ 
~ 
0,25m 0,50m 0,75m 1,00m 
Profundidade de coleta 
Figura 5.4.4: Concentra~ao media de N-NH3; N-N0-2; N-N0-3, no 
liquido infiltrado para a taxa 5,0 tds/ha 
'-0 
II') 
~ 
0,25m 0,50m 0,75m 1,00m 
Figura 5.4.5: Concentra~ao media de N-NH3; N-N0-2; N-N0-3, no 
liquido infiltrado para a taxa 5,0 tds/ha em solo com corrigido 
coleta 
de f6sforo total no 
corrigido 
..J 
2! 
~ 
0,25m o,som 0,75m 1,00m 
Profundidade de coleta 
Figura 5.4.6: Concentra~ao media de N-NH3; N-N0-2; N-N0-3, no 
liquido infiltrado para a taxa 7,5 tds/ha 
0,022 
0,02 
0,018 
0,016 
..J 0 014 a: ' ~ 0,012 
0,01-
0,008 
0 
0,004 
0,25m O,SOm 0,75m 1,00m 
Profundidade de coleta 
Figura 5.4.8: Concentra~ao media de f6sforo total no liquido 
infiltrado na taxa 0 controle 
t--
Il') 
0,012 
~ 0,01 
p 0,008 
0,006 
0,004 
0,002 
0 
coleta 
5.4.9: Concentra~ao media de f6sforo total no 
infiltrado na taxa 2.5 tds/ha 
-' 5: 
8 
Profundidade de coleta 
5.4.11: Concentra~ao media de f6sforo total no 
infiltrado na taxa 5,0 tds/ha em solo com pH ,.,.. .... ,,.,,. .. 11 ,.. 
0,02 
0,018 
0,016 
..J 0,014 
it 0,012 
-8 0,01 
~ 0,008 
0,006 
0,004 
0,002 
0 
0,25m O,SOm 0,75m 1,00m 
Profundidade de coleta 
Figura 5.4.1 0: Concentra~ao media de fosforo total no liquido 
infiltrado na taxa 5,0 tds/ha 
..J 
it 
0,25m O,SOm 0,75m 1,00m 
Profundidade de coleta 
Figura 5.4.12: Concentra~ao media de fosforo total no liquido 
infiltrado na taxa 1,5 tds/ha 
Neste capitulo sao discutidos os resultados obtidos e apresentados no capitulo 5, 
relacionando-os aos limites de nitrogenio e f6sforo permitidos pela legislac;ao brasileira 
a 
2000, com base na as de 60 a 
70 toneladas por hectare ano, em base seca, para areas que nao impermeabilizac;ao 
da camada de e de 300 a 600 tone!adas por hectare ano, quando ha 
impermeabilizac;ao da camada de solo entre 60 a 80 em de profundidade. Esses cuidados 
com as quantidades de lodo aplicada no solo estao relacionadas com a posslvel 
contaminac;ao das aguas subterraneas com nutrientes, metais pesados, ovos de helmintos 
e coliformes. 
Os lodos contem cerca de 1 a 6% de nitrogenio (base seca) na forma de organica e 
inorganica. Para os lodos digeridos aerobicamente cerca de 5 a 20% do nitrogenio total 
esta presente na forma de N-amoniacal, porem pode ocorrer na digestao aer6bia 
a aerac;ao for mantida ). 
posslvel observar que o !odo lfquido utilizado nas duas primeiras apiicac;oes do 
ano de 2001, apresentou concentrac;oes elevadas de N-NH3 e Nitrogenio total, 
provavelmente este lodo tenha sido coletado antes de se estabilizar. 
no solo, 
apresentar 
e das precipitac;oes 
abaixo dos iimites 
59 
estabelecidos pela legislayao brasileira, para se evitar a contaminayao das aguas 
subterraneas. 
1 
OS e 
1 ). 
0 f6sforo na forma de fosfato aparece limitado na Resoluyao CONAMA 20 -
Classificayao das aguas internas doces, nessa resoluyao o limite permitido fosfato em 
e le 
: Limites estabelecidos peia Legislac;io Brasileira para agua de consumo 
Parametres Portaria 1469- Ministerio da Saude 
N-Amonia 1 ,5 (mg/L de N) 
N-Nitrito 1,0 (mg/L deN) 
N-Nitrato 10,0 (mg/L de N) 
Fonte: Ministerio da Saude - Portaria 1469 
Deve-se ressaltar que o valor limite em rios deClasse II e Ill, de 0,025 mg e 
extremamente restritivo e muito diflcil de ser cumprido. Em vista disso, os 6rgaos de 
controle ambiental tern se preocupado com o f6sforo apenas nos casos em que ha 
problemas de eutrofizayao de lagos (ALEM SOBRINHO, 2001). 
0 Hquido infiltrado no solo foi analisado nas profundidades de coleta (0,25; 0,50; 
0,75 m e 1,0 m), quanta aos parametres: N-amoniacal (NH3), N-Nitrito (NO£),