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Uso De Plantas Para Tratamento De Esgotos

Pesquisa feita para argumentar e sustentar o uso de plantas para aproveitamento de nutrientes de esgotos domésticos no solo. Ao usar este trabalho, favor referenciar o autor. Contribuições são bem vindas.

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Universidade Federal de Santa Catarina Centro de Ciências Agrárias Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas Disciplina Processos Físicos e Geoquímicos do Solo Mestrando Marcelo Venturi – Outubro de 2007. Proposta de uso de determinado solo: Aplicação de esgoto doméstico no solo O objetivo deste trabalho é propor uma viabilidade de utilização de esgoto domiciliar para plantas, reduzindo a geração de resíduos poluentes. Considero aqui uma casa familiar com consumo médio de água de 100 litros/pessoa/dia, com 6 pessoas, e uma análise de solos onde poderíamos desenvolver esta atividade. Então verificarei qual área necessária e quais espécies poderiam ser interessantes para cultivar usando basicamente os efluentes líquidos da residência. O solo é um cambissolo áprico eutrófico, em área de 1 ha, localizado em Florianópolis, com os seguintes resultados em análise: Textura 34 % (classe 3) pH 5,5 Índice SMP 6,3 Fósforo 3,3 ppm (m.baixo) Potássio 82 ppm Matéria Orgânica 3 % (médio) Alumínio 0,0 cmolc/l Cálcio 3,8 /l (médio) Magnésio 1,8 cmolc/l (alto) Sódio 8 ppm H + Al 3,09 cmolc/l Soma de bases S 5,85 cmolc/l (alta) CTC 8,94 cmolc/l (média) Saturação de Bases V 65,44 % (média) O potássio, de acordo com a CTC é considerado com alto teor no solo. Em uma situação real, seria feita análise dos efluentes ao ponto de se obter uma amostragem média dos mesmos. Aqui, como trata-se de uma simulação para estudo, utilizarei dados médios coletados nas bibliografias, como descrito a seguir. Nutrientes das amostras de esgotos (Nutrientes em mg/l = ppm e Condutividade elétrica (C.E.) em dS/m. DBO e DQO em mg/l) amostra N P Augusto 161,7 6,2 2003 Loures 2005 Marques tratado K Ca Mg S Na Cu Fe Mn Zn pH 23,2 19,1 4,8 6,3 48,1 0,01 2,6 0,1 0,1 7 47,59 9,35 14,36 2-5 C.E. DBO DQO 0,7 - - 55,72 0,20,6 5-15 15-75 Marques 20-30 6-10 não trat. 100-2 200-7 50 00 Rodrigu 31,46 4,91 25,16 es Fia 2005 4746 514 Lodo 7,9 6600 5023 464 3600 41 102 Útil 40 9 25 19 4,8 6,3 55 0,01 2,6 0,1 0,1 7,0 amostra N P K Ca Mg S Na Cu Fe Mn Zn pH 1,4 106,8 C.E. DBO DQO O valor útil é o que servirá para os cálculos deste trabalho. Corrêa e outros (2000) identificaram um acúmulo de nutrientes em Latossolo Vermelho, coberto com gramíneas e algumas árvores melastomatáceas e compostas, após dois anos de destinação de efluentes domésticos em deposição neste solo, ocorrendo um incremento positivo ou negativo dos nutrientes nos 5 cm superficiais: Matéria orgânica: 6,5%, P 24,3 mg/kg, Ca 258,6 mg/kg, Mg 8 mg/kg, K teve perda de 17,2 na camada superficial (restando 201,1 mg/kg), mas teve incremento de 31 mg/kg em 10 a 20 cm de profundidade, Zn ambém teve perda superficial de 28 mg/kg (restando apenas 0,8 mg/kg) e mais profunda de 15,2 mg/kg (restando apenas 0,4 mg/kg), Cu teve incremento de 0,5 mg/kg, e Fe teve perda de 39,2 mg/kg (restando 6,3 mg/kg). O que podemos perceber que os nutrientes solúveis tendem a ser lavados do solo, sob aplicação constante de líquidos, mesmo que estes contenham valores mais altos que o solo original. Vale lembrar que os esgotos domésticos sem tratamentos não seriam recomendados para produção de alimentos humanos, pois além do risco de doenças e patógenos, também pode existir o risco de contaminação com excesso de metais pesados. Então as plantas utilizadas neste sistemas podem ter finalidades como ornamentais, adubação de outras áreas (com restrições dependendo de análises) ou fibras e outros usos que não alimento ou medicamento. A escolha das culturas a serem utilizadas, se o foco for o melhor aproveitamento dos nutrientes disponíveis no esgoto doméstico, devem ser as que tem maior necessidade de nutrientes disponíveis, afim de podermos reduzir a área de plantio. Para este fim, realizei um levantamento de algumas espécies interessantes (ANEXO 1). A forma de disposição do esgoto seria por irrigação na superfície do solo, através de mangueiras ou de escoamento superficial, visto que o solo é argiloso, terá pouca infiltração e pouca perda de sais solúveis. Com exceção das plantas arbóreas ou arbustivas, as demais poderão ser extraídas por completo ou cortadas de forma rente ao final de seus ciclos, se for necessário, a fim de aumentar a taxa de exportação de nutrientes. Em relação à acidez, o pH do solo é 5,5, e do esgoto é 7,0, portanto este poderá influenciar na acidez do solo, aumentando a mesma. Cálculo da disponibilidade de nutrientes 6 pessoas X 100 litros/dia X 365 dias/ano = 219.000 litros/ano = 219 m3/ano de nutrientes a serem dispostos de forma regular sobre o solo. Portanto, em cada ano teremos: N = 40 mg/l X 219.000 l = 8.760.000 mg N = 8.760 g N = 8,76 Kg N P = 9 mg/l X 219.000 l = 1.971.000 mg P = 1.971 g P = 1,97 Kg P K = 25 mg/l X 219.000 l = 5.475.000 mg K = 5.475 g K = 5,48 Kg K Ca = 19 mg/l X 219.000 l = 4.161.000 mg Ca = 4.161 g Ca = 4,16 Kg Ca Mg = 4,8 mg/l X 219.000 l = 1.051.200 mg Mg = 1.051,2 g Mg = 1,05 Kg Mg Na = 55 mg/l X 219.000 l = 12.045.000 mg Na = 12.045 g Na = 12,05 Kg Na Cálculo das áreas necessárias Na situação de plantio, será essencial que se utilizem consórcio de culturas, pois nenhuma teria a necessidade exata dos nutrientes disponíveis. Em caso de policultivos e consórcios, utilizar proporções equivalentes de cada cultura em monocultivo. Lembro que os teores de N neste solo é 3% de M.O., o P é muito baixo e o potássio é alto. Assim: Nutriente: Disponível / Necessário = Área Milho: Alcachofra: N: 8,76 Kg / 70 Kg/ha = 0,125 ha N: 8,76 Kg / 180 Kg/ha = 0,04867 ha P: 1,97 Kg / 85 Kg/ha = 0,02318 ha P: 1,97 Kg / 180 Kg/ha = 0,01094 ha K: 5,48 Kg / 30 Kg/ha = 0,18267 ha K: 5,48 Kg / 120 Kg/ha = 0,04567 ha Milho e sorgo para silagem: Alface, Chicória, Almeirão, Rúcula: N: 8,76 Kg / 70 Kg/ha = 0,125 ha N: 8,76 Kg / 100 Kg/ha = 0,0876 ha P: 1,97 Kg / 180 Kg/ha = 0,010945 ha P: 1,97 Kg / 200 Kg/ha = 0,00985 ha K: 5,48 Kg / 130 Kg/ha = 0,042154 ha K: 5,48 Kg / 120 Kg/ha = 0,04567 ha Soja: Brócolo, Couve-flor: N: não necessita N: 8,76 Kg / 200 Kg/ha = 0,0438 ha P: 1,97 Kg / 70 Kg/ha = 0,02814 ha P: 1,97 Kg / 450 Kg/ha = 0,004378 ha K: 5,48 Kg / 45 Kg/ha = 0,12178 ha K: 5,48 Kg / 220 Kg/ha = 0,0249 ha Tremoço: Melão, Melancia: N: não necessita N: 8,76 Kg / 70 Kg/ha = 0,125 ha P: 1,97 Kg / 65 Kg/ha = 0,03031 ha P: 1,97 Kg / 240 Kg/ha = 0,00821 ha K: 5,48 Kg / 45 Kg/ha = 0,12178 há K: 5,48 Kg / 150 Kg/ha = 0,03654 ha Alfafa: Pimentão: N: não necessita, ou 8,76 Kg / 40 Kg/ha = 0,219 N: 8,76 Kg / 80 Kg/ha = 0,1095 ha ha P: 1,97 Kg / 240 Kg/ha = 0,00821 ha P: 1,97 Kg / 150 Kg/ha = 0,01313 ha K: 5,48 Kg / 150 Kg/ha = 0,03654 ha K: 5,48 Kg / 120 Kg/ha = 0,04567 ha Repolho: Bananeira nanica:* N: 8,76 Kg / 140 Kg/ha = 0,06257 ha N: 8,76 Kg / (40 x 6) Kg/ha = 0,0365 ha P: 1,97 Kg / 340 Kg/ha = 0,005794 ha P: 1,97 Kg / (20 x 6) Kg/ha = 0,01642 ha K: 5,48 Kg / 180 Kg/ha = 0,03044 ha K: 5,48 Kg / (70 x 6) Kg/ha = 0,01305 ha Batata-doce: Bananeira branca:* N: 8,76 Kg / 40 Kg/ha = 0,219 ha N: 8,76 Kg / (25 x 6) Kg/ha = 0,0584 ha P: 1,97 Kg / 50 Kg/ha = 0,0394 ha P: 1,97 Kg / (15 x 6) Kg/ha = 0,02189 ha K: 5,48 Kg / 80 Kg/ha = 0,0685 ha K: 5,48 Kg / (50 x 6) Kg/ha = 0,018267 ha Mandioca: Laranjeira: N: 8,76 Kg / 40 Kg/ha = 0,219 ha N: 8,76 Kg / 130 Kg/ha = 0,06738 ha P: 1,97 Kg / 30 Kg/ha = 0,06567 ha P: não necessita, após correção prévia K: 5,48 Kg / 40 Kg/ha = 0,137 ha K: 5,48 Kg / 20 Kg/ha = 0,274 ha O que foi considerado nestes cálculos? A necessidade de nutrientes é variável de acordo com a produtividade da cultura, entre outros fatores. Então a área a ser utilizada será a maior dentre os 3 nutrientes principais da cultura escolhida que tiver o melhor aproveitamento ocupando a menor área. Isto afim de se aproveitar ao máximo os nutrientes. O menor valor que, no caso normalmente tem sido limitante como foi o fósforo (P). A não ser no caso das bananeiras*. Para tentar aproximar os valores de N,P e K, o Nitrogênio (N) e o Potássio (K) foram considerados, quando foi o caso, para primeiro cultivo ou como a cultura antecedente sendo gramínea (no caso do N), portanto pelo maior valor. E o Fósforo (P) foi considerado o valor para segundo cultivo (menor valor), devido a dificuldade de encontrar culturas exigentes em nitrogênio e potássio e tolerantes em fósforo. Também é possível considerar que após alguns anos de uso os nutrientes do solo sejam repostos, necessitando uma área maior de qualquer maneira para algumas culturas, por isso o interesse em nivelar pela maior área desde o princípio. A bananicultura é, sem dúvida, a mais adequada para aproveitamento de esgotos. Em seguida, o consórcio mais adequado aparentemente é de gramínea como milho (pela extração de N) com bananeiras, e depois gramíneas com Leguminosas como soja, tremoço e alfafa (pela extração de K). O manejo ideal da área: O ideal, para este caso, é de uma área de 365 m2 coberta de bananeiras, que possuem a vantagem de produzir ao longo do ano todo, sem haver preocupação de possuir culturas de verão e de inverno, para a região de Florianópolis. Como as bananeiras possuem raízes muito superficiais, é interessante associar outras plantas pelos meios das bananeiras afim de aproveitar nutrientes mais profundos (e solúveis). Neste caso a sugestão é: Verão, setembro a maio: Bananeiras nanica + milho + soja Inverno, maio a setembro: Bananeiras nanica + Alcachofra ANEXO 1 Plantas com grandes necessidades de nutrientes por ano (em Kg/ha) (de acordo com ROLAS 2004): Cultura: pH ideal; Nitrogênio (Manutenção) Variação; Fósforo (Manutenção) Variação; Potássio (Manutenção) Variação Grãos Amendoim: 6; N 0; P2O5 (30) 0 a 110; K2O (40) 0 a 120 Milho: 6; N 30 a 90; P2O5 (45) 0 a 125 (a 180 p/ silo); K2O (30) 0 a 110 (a 250 p/ silo) Soja: 6; N 0; P2O5 (30) 0 a 110; K2O (45) 0 a 125; + Mo 0,012 a 0,025 Aveia branca, Cevada: 6; N 20 a 60; P2O5 (30) 0 a 110; K2O (20) 0 a 100 Canola: 6; N 30 a 60; P2O5 (30) 0 a 110; K2O (25) 0 a 105; + S 20 Ervilha seca e forrageira: 6; N 0; P2O5 (30) 0 a 105; K2O (40) 0 a 110 Ervilhaca: 6; N 0; P2O5 (20) 0 a 100; K2O (30) 0 a 110 Girassol, Linho: 6; N 30 a 60; P2O5 (30) 0 a 110; K2O (30) 0 a 110 Sorgo: 6; N 20 a 60; P2O5 (35) 0 a 115; K2O (25) 0 a 105 Tremoço: 6; N 0; P2O5 (25) 0 a 105; K2O (45) 0 a 125 Forrageiras Gramíneas de inverno: 5,5; N 40 a 150; P2O5 0 a 120; K2O 0 a 120 Gramíneas de verão: 5,5; N 100 a 200; P2O5 0 a 120; K2O 0 a 120 Alfafa: 6,5; N 0 ou 10 a 40; P2O5 50 a 150; K2O 90 a 210 Hortaliças, pH 6; + Ca e Mg Abóbora, Moranga: N 25 a 60; P2O5 (100) 80 a 240; K2O (60) 60 a 170 Alcachofra: N 80 a 240; P2O5 (100) 80 a 180; K2O (120) 90 a 280 Alface, Chicória, Almeirão, Rúcula: N 80 a 200; P2O5 40 a 200; K2O 90 a 240 Brócolo, Couve-flor: N 150 a 240; P2O5 (180) 120 a 450; K2O (220) 160 a 400 Ervilha: N 0; P2O5 (100) 80 a 220; K2O (90) 60 a 210 Melancia, Melão: N 50 a 100; P2O5 (100) 80 a 240; K2O (150) 120 a 270 Pepino: N 40 a 120 (conserva) 140 a 240 (partenocárpico); P2O5 (120) 100 a 250 (c) (260) 180 a 500 (p); K2O (100) 80 a 220(c) (200) 160 a 400 (p) Pimentão: N 80 a 110; P2O5 (100) 80 a 240; K2O (150) 80 a 270 Repolho: N 100 a 180; P2O5 120 a 340; K2O 120 a 360 Tomateiro: N 50 a 150; P2O5 (200 a 300) 180 a 750; K2O (100 a 150) 80 a 375 Tubérculos e raízes Batata-doce: N 30 a 70; P2O5 50; K2O 60 a 220 Mandioca: N 20 a 80; P2O5 30; K2O (20) 0 a 60 Frutíferas Abacateiro: 6; N (0 a 100); P2O5 0; K2O (0 a 80) Abacaxizeiro: 5,5; N (0,0013 a 0,004); P2O5 (80); K2O (0,007 a 0,008) Bananeira Nanica (raiz superficial): 6; N (30 a 35 bimestral); P2O5 (20 a 35 bimestral); K2O (50 bimestral) Bananeira Branca (raiz superficial): 6; N (20 a 25 bimestral); P2O5 (25 bimestral); K2O (35 bimestral) Laranjeira: 6; N (90) 0 a 155; P2O5 0; K2O (20) 0 a 80 Maracujazeiro: 6; N (70 a 120) ; P2O5 (40 a 50); K2O (80 a 140) Morangueiro: 6; N 40 a 120; P2O5 90 a 260; K2O 60 a 200 Nogueira pecã: 6; N (90 a 630); P2O5 100 a 190; K2O 60 a 160; + Zn e Mn Ornamentais Roseira de corte: 6; N 60 a 120; P2O5 (200) 200 a 480; K2O (80) 80 a 400; + B Outros Cana-de-açúcar: 6; N 50 a 100; P2O5 0 a 140; K2O 30 a 130 REFERÊNCIAS AUGUSTO, D.C.C.; GUERRINI, I.A.; ENGEL, V.L.; ROUSSEAU,G.X.. 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