Alterações químicas, estruturais e na capacidade de adsorção de metais pesados da cama de frango durante a compostagem

Abstract

A presença de contaminantes na cama de frango (CF), como os metais pesados, torna a sua utilização na agricultura um grande desafio. Este trabalho teve por objetivo avaliar as alterações químicas que ocorrem na estrutura da matéria orgânica (MO) da CF durante a sua compostagem, e a evolução na estrutura das substâncias húmicas (SH) formadas durante esse processo, e, assim, determinar a relação entre as alterações estruturais da MO durante a compostagem com a biodisponibilidade dos metais pesados presentes na CF e sua transferência para as plantas, além da capacidade desse resíduo de adsorver os metais Pb e Cu. No capítulo 1, foi realizado um estudo preliminar sobre o papel da estrutura da MO da CF nas alterações da solubilidade dos metais pesados presentes nesse resíduo durante o estágio inicial da compostagem. Nos primeiros trinta dias de compostagem, o favorecimento de interações mais estáveis entre os metais pesados e a fração orgânica mais recalcitrante da CF reduziu a solubilidade desses elementos e, consequentemente, o potencial poluidor da CF. No capítulo 2, é apresentada uma caracterização das alterações na estrutura orgânica da CF e nas frações húmicas formadas durante o processo de compostagem mediante técnicas de elucidação estrutural. Verificou-se que durante a compostagem as estruturas alifáticas e carboxílicas são substituídas por compostos aromáticos nos AH, enquanto que a polaridade e a presença de grupamentos funcionais oxigenados aumentam nos AF. A evolução das estruturas húmicas na CF durante a compostagem favoreceu a preservação de estruturas nitrogenadas e a elevada presença de carboidratos nesse resíduo ao final do processo. O capítulo 3, apresenta a ação da MO da CF, e das suas transformações durante toda a compostagem, na biodisponibilidade dos metais pesados no ambiente. As formas químicas mais recalcitrantes dos metais pesados aumentaram durante a compostagem devido à afinidade desses elementos com as estruturas oxidadas das SH formadas durante o processo de compostagem. Entretanto, a associação do Pb com as estruturas de carbono alifáticos oxigenados das SH formadas durante a compostagem contribuiu para a o aumento da sua fração hidrossolúvel. O capítulo 4 descreve os fenômenos de adsorção do Cu e Pb em compostos de CF com diferentes tempos de compostagem. O modelo linear mostrou-se mais adequado para descrever o processo de adsorção do Cu e do Pb, em todos os tempos de compostagem avaliados. A CF não compostada apresentou uma maior adsorção pelo Pb, enquanto que a CF compostada apresentou maior adsorção pelo Cu. Contudo, independente do tempo de compostagem, a adsorção do Cu e do Pb na CF ocorreu, predominantemente, de forma específica. No capítulo 5, é apresentado a transferência de metais pesados à planta de rúcula (Eruca sativa) quando a mesma é aduba com CF em diferentes estágios de compostagem. A aplicação da CF, independentemente do tempo de compostagem, reduziu os teores de Mn e aumentou os teores de Cu na planta. A maior afinidade do Pb por estruturas de elevada labilidade contribuiu para o seu incremento na rúcula. O aumento das frações hidrossolúvel e trocável do Zn no solo decorrente da aplicação de CF, também favoreceu o aumento dos teores de Zn na rúcula. Assim, o incremento de estruturas de elevada labilidade de carbonos alifáticos oxigenados nas SH com o tempo de compostagem, refletindo nas características finais do composto, pode estar favorecendo a adsorção não específica do Pb, aumentando a participação desse metal na fração hidrossolúvel e contribuindo para a absorção desse pela planta de rúcula