Avaliação do potencial de contaminação de dois solos agrícolas com lodo de esgoto enriquecido com cádmio, chumbo e zinco

Abstract

Os lodos de esgoto são materiais orgânicos ricos em nutrientes com alto potencial para o uso agrícola. A utilização deste material, no entanto, pode ser limitada pela presença de metais pesados na sua composição. Os metais pesados, quando adicionados ao meio ambiente, podem causar contaminação do solo, aqüíferos e plantas cultivadas. Para controlar o risco potencial de contaminação destes elementos no solo e nas plantas, é necessário conhecer suas formas químicas e a interações no solo. Esta pesquisa teve por objetivo: (i) Avaliar a disponibilidade de Cd, Pb e Zn em dois tipos de solos tratados com lodo de esgoto enriquecido com esses metais; (ii) Verificar o efeito do tempo de contato nas mudanças da distribuição de Cd, Pb e Zn nas diferentes formas químicas de dois solos tratados com lodo de esgoto enriquecido com esses metais. (iii) Avaliar a distribuição de Cd, Pb e Zn em plantas de arroz crescidas nestes solos; (iv) Verificar a influência da fração inorgânica do lodo na dinâmica destes metais no solo. O enriquecimento do lodo de esgoto consistiu em adicionar 1667 mg kg-1 de Cd, 6400 mg kg-1 de Pb e 8000 mg kg-1 de Zn a um lodo de esgoto urbano produzido na Estação de Tratamento da Ilha do governador (ETIG), Rio de Janeiro (RJ). Após 20 dias de incubação, sob umidade constante (50% g/g), o lodo enriquecido foi utilizado para a instalação de experimentos em amostras de dois solos: 2Latossolo Vermelho Amarelo (LV) e Podzólico Vermelho Amarelo (PV). Em laboratório, as amostras dos solos foram incubadas com quantidades equivalentes a 0; 20; 40 e 80 t ha-1 de lodo de esgoto enriquecido. Nos tempos de contato solo-lodo enriquecido de 4, 12, 16 e 160 semanas, foram retiradas amostras de solos para determinação de pH e extrações seqüencial e simples de Cd, Pb e Zn. Para avaliar o efeito do Cd, Pb e Zn no crescimento de arroz foi conduzido um experimento em casa de vegetação, no qual a variedade de arroz IAC-47 foi cultivada por um período de 126 dias, em amostras dos solos LV e PV incubadas com o lodo de esgoto enriquecido, por um período de 90 dias. Avaliou-se quatro tratamentos de lodo (0, 20, 40 e 80 t ha-1) em dois solos (LV e PV), em quatro repetições, em arranjo fatorial (4x2x4), de acordo com o modelo estatístico de blocos ao acaso. Foram coletadas, separadamente, raízes, parte aérea e grãos e determinados a produção de matéria seca e teores de Cd, Pb e Zn nas diferentes partes da planta. Com aplicação do lodo de esgoto nos dois solos, observou-se, através da extração seqüencial, que compostos orgânicos solúveis formaram complexos, principalmente com cádmio e zinco, mantendo teores elevados destes elementos associados à fração solúvel em água. A incorporação de compostos inorgânicos de Fe e Mn, através do lodo de esgoto, permitiram que a maior parte do Cd, Pb e Zn se ligassem à fração extraível com hidroxilamina. Com o tempo de incubação, no entanto, observou-se decréscimo dessa fração com aumento da fração residual, indicando decréscimo na disponibilidade destes elementos. As elevadas doses de Cd, Pb e Zn aplicadas no solo, decorrentes da aplicação do lodo de esgoto enriquecido, não foram suficientes para alterar a produção de matéria seca das plantas de arroz. Na planta, os metais se concentraram, principalmente, nas raízes e este órgão comportou-se como um filtro natural,diminuindo a passagem destes elementos para a parte aérea. Os elevados níveis de Cd (50 mg kg-1) e de Zn (833 mg kg-1) encontrados na planta inteira e de Pb, nas raízes (80 mg kg-1), mostram a alta tolerância do arroz a elevados teores de metais pesados. Independente do tipo de solo e das doses de lodo aplicadas, os extratores simples (ácido acético, EDTA e Mehlich-1) tiveram comportamentos similares na extração de Cd e Zn e, no caso do Pb, o EDTA foi o extrator mais eficiente. Observou-se correlação mais elevada entre as quantidades de Cd, Pb e Zn extraídas pelo EDTA e as concentrações na planta, indicando que, dos extratores testados, este parece ser o mais eficiente.