Growth of black pepper plantlets under different substrates and irrigation levels

Optimization of the use of water and the possibility of using residues as substrate in the black pepper production chain can yield economic and environmental benefits. The objective of this study was to evaluate the biometric and physiological traits of black pepper plantlets (Piper nigrum L.), cv. Bragantina, at different irrigation levels and soilless substrates. Plantlets were grown for 120 days on three substrates [biosolid + crushed coconut fiber (3:1, by volume); biosolid + granitic rock powder (3:1, by volume); and biosolid + crushed coconut fiber + granitic rock powder (2:1:1, by volume)] and at five irrigation levels [36 % (very low); 55 % (low); 85 % (moderate); 100 % (well-irrigated); and 126 % of the reference irrigation level (over-irrigated)]. The biometric traits evaluated increased as the irrigation levels increased, with the exception of root dry mass, which was not influenced by this factor, nor water use efficiency, which decreased as the irrigation levels increased. In general, plants grown with a mixture of the three wastes (biosolid + crushed coconut fiber + granitic rock powder) exhibited higher values for biometric variables and chlorophyll content when they were moderately, well or over-irrigated, in comparison with the other two substrates. It was possible to achieve the plantlet commercial standard using this three waste mixture and the moderate irrigation level.(AU)

Solid waste disposal in the soil: effects on the physical, chemical, and organic properties of soil / Disposição de resíduos sólidos no solo: efeito nos atributos físicos, químicos e na matéria orgânica

Currently, there is growing concern over the final destination of the solid waste generated by society. Landfills should not be considered the endpoint for substances contained or generated in solid waste. The sustainable use of natural resources, especially soil and water, has become relevant, given the increase in anthropogenic activities. Agricultural use is an alternative to solid waste (leachate, biosolid) disposal, considering the hypothesis that the agricultural use of waste is promising for reducing waste treatment costs, promoting nutrient reuse and improving the physical and chemical conditions of soil. Thus, this literature review, based on previously published data, seeks to confirm or disprove the hypothesis regarding the promising use of solid waste in agriculture to decrease the environmental liability that challenges public administrators in the development of efficient management. The text below addresses the following subtopics after the introduction: current solid waste disposal and environmental issues, the use of solid waste in agriculture, and the effect on the physical and chemical properties of soil and on organic matter, ending with final considerations.(AU)

Atualmente existe crescente preocupação com o destino final dos resíduos sólidos gerados pela sociedade. As áreas de despejos não podem ser consideradas ponto final para as substâncias contidas ou geradas nos resíduos sólidos. Atualmente, o uso sustentável dos recursos naturais, especialmente do solo e da água, tem-se constituído relevante devido ao aumento das atividades antrópicas. O uso agrícola é uma alternativa de disposição dos resíduos sólidos (lixiviado, biossólidos), considerando a hipótese que o uso destes seja promissor para a agricultura, o que resulta em redução dos custos de tratamento, reaproveitamento de nutrientes e a melhora das condições físicas e químicas dos solos. Assim, buscou-se com esta revisão de literatura confirmar ou não a hipótese, a partir de dados já obtidos, quanto ao uso promissor destes resíduos na agricultura para diminuição do passivo ambiental que desafia os administradores públicos no desenvolvimento de uma gestão eficiente. Os seguintes sub-itens serão apresentados após a introdução: disposição atual de resíduos sólidos e problemas ambientais; uso dos resíduos sólidos na agricultura; efeito nos atributos químicos, físicos e na matéria orgânica do solo e considerações finais.(AU)

AVALIAÇÃO DE RISCO PARA PERIGO VIROLÓGICO EM BIOSSÓLIDOS NATURAL E ARTIFICIALMENTE CONTAMINADOS: EXPOSIÇÃO AO TRABALHADOR E AO CONSUMIDOR

O objetivo do trabalho foi avaliar o decaimento e a relação entre as concentrações de vírus entéricos e de colifagos somáticos em lodo de esgoto durante o tratamento de secagem em estufa. A disposição do lodo foi realizada em quatro leiras, sendo que duas delas manteve-se a população natural de microrganismos e as outras duas receberam suspensões de colifago somático X174 e Póliovirus 1 Sabin. Foram realizados oito experimentos, sendo que o número de amostras coletadas foi de 20 do primeiro experimento (L1), no período de 30 dias, e 20 para cada um dos demais (L2-L8), durante os 10 primeiros dias, totalizando 160 amostras. Os resultados obtidos demonstram a presença desses microrganismos durante os dez primeiros dias, porém não foi possível detectar a presença de colifagos em seis amostras, três do lodo inoculado e os outros do lodo que se manteve com a população natural. Foi possível verificar a similaridade de decaimento dos vírus entéricos e dos colifagos somáticos na maioria dos experimentos, o que nos faz reafirmar na utilização dos colifagos como bons indicadores de vírus entéricos em amostras de lodo.

The objective of this study was to evaluate the decay and the relationship between the concentrations of enteric viruses and somatic coliphages in sewage sludge during the greenhouse drying treatment. The sludge disposition was performed in four rows, two of which were maintained in the natural population of microorganisms and the other two were subjected to suspensions of somatic coliphages X174 and Poliovirus 1 Sabin. Eight experiments were carried out, and the number of samples collected was 20 of the first experiment (L1), in the period of 30 days, and 20 for each of the others (L2-L8), during the first 10 days, totaling 160 samples. The results obtained demonstrate the presence of these microorganisms during the first ten days, but it was not possible to detect the presence of coliphages in six samples, three of the inoculated sludge and the others of the sludge that remained with the natural population. It was possible to verify the similarity of decay of enteric viruses and somatic coliphages in most of the experiments, which makes us reafirm the use of coliphages as good indicators of enteric virus in sludge samples.

Análise da contaminação parasitária em compostos orgânicos produzidos com biossólidos de esgoto doméstico e resíduos agropecuários / Analysis of parasitological contamination in organic composts with sewage sludge and agricultural residues

Este estudo avaliou a contaminação por ovos de helmintos, cistos e oocistos de protozoários em compostos orgânicos utilizando lodo de esgoto doméstico e resíduos agropecuários. Foram realizadas análises parasitológicas em amostras de 25 diferentes compostos orgânicos, antes e após tratamento térmico a 60ºC durante 12 horas. Os resultados demonstraram elevada contaminação parasitária em todos os compostos analisados antes do tratamento e a não redução dessa contaminação após o tratamento térmico. A identificação das larvas obtidas em coproculturas antes e após o tratamento térmico dos compostos indicou que os gêneros mais freqüentemente observados foram Cooperia e Trichostrongylus, que são nematóides gastrintestinais de ruminantes. Estes resultados demonstram que ovos de helmintos podem permanecer viáveis mesmo após o processo de compostagem e o tratamento térmico. Os compostos produzidos com lodo de esgoto doméstico e resíduo agropecuários, utilizando esses processos de tratamentos, podem constituir riscos de contaminação para humanos e animais.(AU)

This research aimed at evaluating the cysts, oocysts and eggs contamination before and after thermal treatment of 60ºC for 12 hours, in 25 different organic composts produced with biosolids from domestic waste-water treatment and animal and agricultural residues. The results showed high parasitological contamination for all organic composts before the treatment and these contaminations were not reduced after thermic treatment. The larva identification in coprocultures before and after thermic treatment showed Cooperia spp. and Trichostrongylus spp. were the most prevalent nematodes. These results demonstrated that helmintus' eggs can remain viable even after the composing and thermic treatment. The obtained composition with sewage sludge and agricultural residues through these treatment processes can establish contamination risks for humans and animals.(AU)

Biosolids effectiveness to yield ryegrass based on their nitrogen content

Biosolids have been reported to increase yields and supply plant nutrients. However, complying with health and environmental standards is necessary before applying biosolids to land. Thus, sludge stabilization is required to make biosolids safe enough for their agricultural use. Side effects of stabilization processes on agronomic features of sewage sludge are not quite known, although their understanding is essential for biosolids management. Based on a model equivalent to the Mitscherlich equation, effects of the most common processes for sludge stabilization were evaluated (composting, liming, heat-drying and solar irradiation) in relation to the agronomic effectiveness of biosolids to yield Lolium perenne L. on two tropical soils, with NH4H2PO4 as a reference. Sewage stabilization processes have affected the ability of biosolids to promote plant growth. Their effectiveness was usually higher than fertilizer in a Spodosol and lower in an Oxisol. Solar-irradiated sludge presented the highest effectiveness among the biosolids and reached peak yields at the lowest application rate independent on soil type. Biosolids could efficiently substitute fertilizers and even yield more plant dry matter than the NH4H2PO4 reference, depending on the biosolid and soil type.

Biossólidos têm sido citados como capazes de aumentar a produção de culturas e suprir nutrientes para plantas. Questões sanitárias e ambientais demandam que eles sejam estabilizados para que sejam usados na agricultura. Os efeitos dos processos de estabilização sobre as propriedades agronômicas de biossólidos não são completamente conhecidos, apesar de essenciais para o seu manejo. Baseado em um modelo equivalente à equação de Mitscherlich, este trabalho avaliou os efeitos dos processos mais comuns para a estabilização de lodos de esgotos (compostagem, caleação, secagem térmica e irradiação solar) sobre a eficiência agronômica de biossólidos na produção de Lolium perenne L. em um Esposossolo Carbico órtico arenoso e um Latossolo Vermelho perférrico argiloso, usando NH4H2PO4 como referência. Os processos de estabilização afetaram a eficiência agronômica do lodo de esgoto, sendo freqüentemente mais alta que o tratamento com NH4H2PO4 em um solo arenoso, e mais baixa que a referência em um solo argiloso. O lodo irradiado por sol mostrou a mais alta eficiência agronômica entre os biossólidos testados nos dois solos, e o azevém alcançou a produção de pico com a menor dose de aplicação. Os biossólidos puderam substituir fertilizantes e produzir mais matéria seca que o NH4H2PO4, a depender do tipo de biossólido e do solo.

Biosolids effectiveness to yield ryegrass based on their nitrogen content

Biosolids have been reported to increase yields and supply plant nutrients. However, complying with health and environmental standards is necessary before applying biosolids to land. Thus, sludge stabilization is required to make biosolids safe enough for their agricultural use. Side effects of stabilization processes on agronomic features of sewage sludge are not quite known, although their understanding is essential for biosolids management. Based on a model equivalent to the Mitscherlich equation, effects of the most common processes for sludge stabilization were evaluated (composting, liming, heat-drying and solar irradiation) in relation to the agronomic effectiveness of biosolids to yield Lolium perenne L. on two tropical soils, with NH4H2PO4 as a reference. Sewage stabilization processes have affected the ability of biosolids to promote plant growth. Their effectiveness was usually higher than fertilizer in a Spodosol and lower in an Oxisol. Solar-irradiated sludge presented the highest effectiveness among the biosolids and reached peak yields at the lowest application rate independent on soil type. Biosolids could efficiently substitute fertilizers and even yield more plant dry matter than the NH4H2PO4 reference, depending on the biosolid and soil type.

Biossólidos têm sido citados como capazes de aumentar a produção de culturas e suprir nutrientes para plantas. Questões sanitárias e ambientais demandam que eles sejam estabilizados para que sejam usados na agricultura. Os efeitos dos processos de estabilização sobre as propriedades agronômicas de biossólidos não são completamente conhecidos, apesar de essenciais para o seu manejo. Baseado em um modelo equivalente à equação de Mitscherlich, este trabalho avaliou os efeitos dos processos mais comuns para a estabilização de lodos de esgotos (compostagem, caleação, secagem térmica e irradiação solar) sobre a eficiência agronômica de biossólidos na produção de Lolium perenne L. em um Esposossolo Carbico órtico arenoso e um Latossolo Vermelho perférrico argiloso, usando NH4H2PO4 como referência. Os processos de estabilização afetaram a eficiência agronômica do lodo de esgoto, sendo freqüentemente mais alta que o tratamento com NH4H2PO4 em um solo arenoso, e mais baixa que a referência em um solo argiloso. O lodo irradiado por sol mostrou a mais alta eficiência agronômica entre os biossólidos testados nos dois solos, e o azevém alcançou a produção de pico com a menor dose de aplicação. Os biossólidos puderam substituir fertilizantes e produzir mais matéria seca que o NH4H2PO4, a depender do tipo de biossólido e do solo.

Biosolids and heavy metals in soils

The application of sewage sludge or biosolids on soils has been widespread in agricultural areas. However, depending on their characteristics, they may cause increase in heavy metal concentration of treated soils. In general, domestic biosolids have lower heavy metal contents than industrial ones. Origin and treatment method of biosolids may markedly influence their characteristics. The legislation that controls the levels of heavy metal contents in biosolids and the maximum concentrations in soils is still controversial. In the long-term, heavy metal behavior after the and of biosolid application is still unknown. In soils, heavy metals may be adsorbed via specific or non-specific adsorption reactions. Iron oxides and organic matter are the most important soil constituents retaining heavy metals. The pH, CEC and the presence of competing ions also affect heavy metal adsorption and speciation in soils. In solution, heavy metals can be present either as free-ions or complexed with organic and inorganic ligands. Generally, free-ions are more relevant in environmental pollution studies since they are readily bioavailable. Some computer models can estimate heavy metal activity in solution and their ionic speciation. Thermodynamic data (thermodynamic stability constant), total metal and ligand concentrations are used by the GEOCHEM-PC program. This program allows studying heavy metal behavior in solution and the effect of changes in the conditions, such as pH and ionic strength and the application of organic and inorganic ligands caused by soil fertilization.

A aplicação agrícola de lodos de esgoto ou biossólidos tem se tornado prática comum, mas pode causar o acúmulo de metais pesados nos solos, dependendo das características desses resíduos. Em geral, biossólidos de origem doméstica apresentam teores de metais inferiores aos dos oriundos de descarga industrial. A origem e o processo de tratamento influenciam as características desses materiais. A legislação que controla os níveis de metais pesados presentes nos biossólidos e a concentração máxima nos solos é controversa. O comportamento dos metais pesados em longo prazo, após o término da aplicação de biossólidos, não é bem conhecido. Nos solos, os metais pesados podem ser adsorvidos por meio de reações de adsorção específica e/ou não específica. Dentre os componentes que retém metais pesados, destacam-se os óxidos de Fe e a matéria orgânica. O pH, a CTC e a presença de cátions afetam a adsorção e a especiação iônica de metais pesados nos solos. Em solução, os metais encontram-se como íons livres e/ou formam complexos com ligantes orgânicos e inorgânicos. As espécies-livres são mais importantes em estudos de poluição ambiental, pois correspondem às formas prontamente biodisponíveis. Alguns programas computacionais calculam a atividade dos metais em solução e sua especiação iônica. O programa GEOCHEM-PC utiliza uma base de dados termodinâmicos (constante de estabilidade termodinâmica), a concentração total do metal e dos ligantes em solução. Isso permite observar o comportamento dos metais em solução e a resposta dos mesmos às mudanças nas condições do meio, tais como a variação do pH e da força iônica e a adição de ligantes orgânicos e inorgânicos via adubação.

Biosolids and heavy metals in soils

The application of sewage sludge or biosolids on soils has been widespread in agricultural areas. However, depending on their characteristics, they may cause increase in heavy metal concentration of treated soils. In general, domestic biosolids have lower heavy metal contents than industrial ones. Origin and treatment method of biosolids may markedly influence their characteristics. The legislation that controls the levels of heavy metal contents in biosolids and the maximum concentrations in soils is still controversial. In the long-term, heavy metal behavior after the and of biosolid application is still unknown. In soils, heavy metals may be adsorbed via specific or non-specific adsorption reactions. Iron oxides and organic matter are the most important soil constituents retaining heavy metals. The pH, CEC and the presence of competing ions also affect heavy metal adsorption and speciation in soils. In solution, heavy metals can be present either as free-ions or complexed with organic and inorganic ligands. Generally, free-ions are more relevant in environmental pollution studies since they are readily bioavailable. Some computer models can estimate heavy metal activity in solution and their ionic speciation. Thermodynamic data (thermodynamic stability constant), total metal and ligand concentrations are used by the GEOCHEM-PC program. This program allows studying heavy metal behavior in solution and the effect of changes in the conditions, such as pH and ionic strength and the application of organic and inorganic ligands caused by soil fertilization.

A aplicação agrícola de lodos de esgoto ou biossólidos tem se tornado prática comum, mas pode causar o acúmulo de metais pesados nos solos, dependendo das características desses resíduos. Em geral, biossólidos de origem doméstica apresentam teores de metais inferiores aos dos oriundos de descarga industrial. A origem e o processo de tratamento influenciam as características desses materiais. A legislação que controla os níveis de metais pesados presentes nos biossólidos e a concentração máxima nos solos é controversa. O comportamento dos metais pesados em longo prazo, após o término da aplicação de biossólidos, não é bem conhecido. Nos solos, os metais pesados podem ser adsorvidos por meio de reações de adsorção específica e/ou não específica. Dentre os componentes que retém metais pesados, destacam-se os óxidos de Fe e a matéria orgânica. O pH, a CTC e a presença de cátions afetam a adsorção e a especiação iônica de metais pesados nos solos. Em solução, os metais encontram-se como íons livres e/ou formam complexos com ligantes orgânicos e inorgânicos. As espécies-livres são mais importantes em estudos de poluição ambiental, pois correspondem às formas prontamente biodisponíveis. Alguns programas computacionais calculam a atividade dos metais em solução e sua especiação iônica. O programa GEOCHEM-PC utiliza uma base de dados termodinâmicos (constante de estabilidade termodinâmica), a concentração total do metal e dos ligantes em solução. Isso permite observar o comportamento dos metais em solução e a resposta dos mesmos às mudanças nas condições do meio, tais como a variação do pH e da força iônica e a adição de ligantes orgânicos e inorgânicos via adubação.

Biosolids conditioning and the availability of Cu and Zn for rice

Sewage treatment process is a factor to be considered for biosolid use in agriculture. The greatest sewage treatment facility of São Paulo State (Barueri/SP) altered in the year 2000 of its sludge treatment. The addition of ferric chloride and calcium oxide was substituted by the addition of polymers. This change can modify heavy metal phytoavailability. A green house experiment, using 2 soils treated with biosolids (three with and one without polymers with and without polymers) was performed to evaluate Cu and Zn phytoavailability using rice (Oryza sativa L.) as test plant. Three kilograms of two soils (Haphorthox abd Hapludox) were placed in pots and the equivalent to 50 Mg ha-1 (dry basis) of biosolid was added and incorporated. The statistical design adopted was completely randomized experiment, with five treatments (control plus four different biossolids) each soil and four replications. Soil pH before and after harvesting, Cu and Zn concentrations in shoot were evaluated. Tukey (5%) was used to compare the results. DTPA, HCl 0.1 mol L-1 and Mehlich 3 were used to estimate soil available Cu and Zn. Amounts extracted were correlated to those presented in rice shoot, to evaluate the efficiency of predicting Cu and Zn phytoavailabilities. Biosolids with polymers presented higher Cu and Zn phytoavailabilities, possibly due to the lower pH of these residues. In this case soil presented lowest values of pH and plant shoot had highest. All extractants were representative of Cu and Zn availability to rice plants.

O processo gerador do biossólido é um fator a ser considerado na avaliação do uso agrícola deste resíduo. Em 2000, a adição de cloreto férrico+cal virgem durante o tratamento do esgoto foi substituída pela adição de polieletrólitos na maior Estação de Tratamento de Esgotos de São Paulo (Barueri), o que pode gerar mudanças na fitodisponibilidade dos metais pesados. Um experimento em casa de vegetação, com dois solos (Latossolo Vermelho Amarelo e Latossolo Vermelho Escuro) tratados com quatro diferentes biossólidos foi montado para avaliar a disponibilidade de Cu e Zn utilizando arroz (Oryza sativa L.) como planta teste. Os vasos receberam 3 kg de solo e o correspondente a 50 Mg ha-1 (base seca) de biossólido. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado, com cinco tratamentos (testemunha + 4 diferentes biossólidos) e quatro repetições. Avaliaram-se pH do solo antes e após a colheita do arroz e teor de Cu e Zn na parte aérea das plantas. Os extratores químicos DTPA, HCl 0,1 mol L-1 e Mehlich 3 foram utilizados para avaliar a fitodisponibilidade de Cu e Zn para plantas de arroz. O biossólido tratado com polieletrólitos apresentou maior fitodisponibilidade de Cu e Zn, possivelmente devido ao menor pH que este confere ao solo. Os três extratores avaliados foram representativos da fitodisponibilidade de cobre e zinco.

Biosolids conditioning and the availability of Cu and Zn for rice

Sewage treatment process is a factor to be considered for biosolid use in agriculture. The greatest sewage treatment facility of São Paulo State (Barueri/SP) altered in the year 2000 of its sludge treatment. The addition of ferric chloride and calcium oxide was substituted by the addition of polymers. This change can modify heavy metal phytoavailability. A green house experiment, using 2 soils treated with biosolids (three with and one without polymers with and without polymers) was performed to evaluate Cu and Zn phytoavailability using rice (Oryza sativa L.) as test plant. Three kilograms of two soils (Haphorthox abd Hapludox) were placed in pots and the equivalent to 50 Mg ha-1 (dry basis) of biosolid was added and incorporated. The statistical design adopted was completely randomized experiment, with five treatments (control plus four different biossolids) each soil and four replications. Soil pH before and after harvesting, Cu and Zn concentrations in shoot were evaluated. Tukey (5%) was used to compare the results. DTPA, HCl 0.1 mol L-1 and Mehlich 3 were used to estimate soil available Cu and Zn. Amounts extracted were correlated to those presented in rice shoot, to evaluate the efficiency of predicting Cu and Zn phytoavailabilities. Biosolids with polymers presented higher Cu and Zn phytoavailabilities, possibly due to the lower pH of these residues. In this case soil presented lowest values of pH and plant shoot had highest. All extractants were representative of Cu and Zn availability to rice plants.

O processo gerador do biossólido é um fator a ser considerado na avaliação do uso agrícola deste resíduo. Em 2000, a adição de cloreto férrico+cal virgem durante o tratamento do esgoto foi substituída pela adição de polieletrólitos na maior Estação de Tratamento de Esgotos de São Paulo (Barueri), o que pode gerar mudanças na fitodisponibilidade dos metais pesados. Um experimento em casa de vegetação, com dois solos (Latossolo Vermelho Amarelo e Latossolo Vermelho Escuro) tratados com quatro diferentes biossólidos foi montado para avaliar a disponibilidade de Cu e Zn utilizando arroz (Oryza sativa L.) como planta teste. Os vasos receberam 3 kg de solo e o correspondente a 50 Mg ha-1 (base seca) de biossólido. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado, com cinco tratamentos (testemunha + 4 diferentes biossólidos) e quatro repetições. Avaliaram-se pH do solo antes e após a colheita do arroz e teor de Cu e Zn na parte aérea das plantas. Os extratores químicos DTPA, HCl 0,1 mol L-1 e Mehlich 3 foram utilizados para avaliar a fitodisponibilidade de Cu e Zn para plantas de arroz. O biossólido tratado com polieletrólitos apresentou maior fitodisponibilidade de Cu e Zn, possivelmente devido ao menor pH que este confere ao solo. Os três extratores avaliados foram representativos da fitodisponibilidade de cobre e zinco.

Effect of sewage sludge on soil physical properties in a Clayey Oxisol / Efeito do lodo de esgoto em propriedades físicas de um Latossolo Vermelho eutroférrico

Studies on sewage sludge, a by-product generated in urban sewage treatment shows that the sludge contains several nutrients, is rich in organic matter, and acts as a soil conditioner, thus improving soil structure. The objective of this study was to assess the physical properties in a Clayey Oxisol (Eutrophic Red Latosol) that received 12t ha-1 (dry weight) of limewashed sewage sludge for two years. Resistance to soil penetration was determined by using the impact penetrometer Model IAA/Planalsucar STOLF, from topsoil to 0.50 m depth. Non-deformed samples were collected for the physical analyses of soil density and porosity. Results showed that 12 t ha-1 yea 1 of limewashed sludge decreased soil resistance to penetration and soil density, thus increasing total soil porosity.    

Estudos com lodo de esgoto, subproduto gerado nas estações de tratamento de esgotos urbanos indicam que este material é rico em matéria orgânica e outros elementos e atua como condicionador do solo, melhorando as propriedades físicas e, portanto, a estrutura dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi avaliar algumas propriedades físicas em Latossolo Vermelho eutroférrico que recebeu aplicação de 12 t ha-1 (peso seco) lodo de esgoto caleado durante dois anos. A resistência à penetração do solo foi determinada utilizando-se o penetrômetro de Impacto Modelo IAA/Planalsucar STOLF, a partir da superfície do solo até a profundidade de 0,50 m, e foram coletadas amostras não deformadas para as análises de densidade e porosidade total do solo. Os resultados demonstraram que a dose de 12 t ha-1 ano-1 de lodo caleado diminuiu a resistência do solo à penetração e a densidade do solo, aumentando a porosidade total do solo.

Solid waste disposal in the soil: effects on the physical, chemical, and organic properties of soil / Disposição de resíduos sólidos no solo: efeito nos atributos físicos, químicos e na matéria orgânica

Currently, there is growing concern over the final destination of the solid waste generated by society. Landfills should not be considered the endpoint for substances contained or generated in solid waste. The sustainable use of natural resources, especially soil and water, has become relevant, given the increase in anthropogenic activities. Agricultural use is an alternative to solid waste (leachate, biosolid) disposal, considering the hypothesis that the agricultural use of waste is promising for reducing waste treatment costs, promoting nutrient reuse and improving the physical and chemical conditions of soil. Thus, this literature review, based on previously published data, seeks to confirm or disprove the hypothesis regarding the promising use of solid waste in agriculture to decrease the environmental liability that challenges public administrators in the development of efficient management. The text below addresses the following subtopics after the introduction: current solid waste disposal and environmental issues, the use of solid waste in agriculture, and the effect on the physical and chemical properties of soil and on organic matter, ending with final considerations.

Atualmente existe crescente preocupação com o destino final dos resíduos sólidos gerados pela sociedade. As áreas de despejos não podem ser consideradas ponto final para as substâncias contidas ou geradas nos resíduos sólidos. Atualmente, o uso sustentável dos recursos naturais, especialmente do solo e da água, tem-se constituído relevante devido ao aumento das atividades antrópicas. O uso agrícola é uma alternativa de disposição dos resíduos sólidos (lixiviado, biossólidos), considerando a hipótese que o uso destes seja promissor para a agricultura, o que resulta em redução dos custos de tratamento, reaproveitamento de nutrientes e a melhora das condições físicas e químicas dos solos. Assim, buscou-se com esta revisão de literatura confirmar ou não a hipótese, a partir de dados já obtidos, quanto ao uso promissor destes resíduos na agricultura para diminuição do passivo ambiental que desafia os administradores públicos no desenvolvimento de uma gestão eficiente. Os seguintes sub-itens serão apresentados após a introdução: disposição atual de resíduos sólidos e problemas ambientais; uso dos resíduos sólidos na agricultura; efeito nos atributos químicos, físicos e na matéria orgânica do solo e considerações finais.

Metais pesados em plantas de milho cultivadas em Latossolos repetidamente tratados com biossólido

The presence of heavy metals in sewage sludge amended soils can cause concern due to the possibility of the absorption of these metals by plants growing on these soils. The availability of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn to corn plants in soils continuously treated with biosolids (sewage sludge) was evaluated by an experiment performed in 0.5 m³ pots with a dystrophic Typic Hapludox (LAd) and a dystrophic Rhodic Hapludox (LVd). The adopted statistical design was random blocks with four treatments (LAd+sludge, LAd, LVd+sludge and LVd) and four replications. Biosolids from SABESP-Barueri treatment plant (São Paulo/Brazil) were applied every two months to the soils until one year before planting corn, totallizing 388 Mg ha-1. Before sowing the corn the control treatments (without sludge addition) received lime and NPK fertilizers. During crop growth soils with biosolids were also fertilized with NPK. At harvest corn plantlets were divided into: diagnose leaf, old leaves, stem, sheath, grains, corn cob and straw. This material was submitted to nitro-percloric digestion, and metals were quantified by conventional flame atomic absorption spectrophotometry. The successive biosolid applications, at rates of 78 Mg ha-1 each, did not increase corn yield, however plant availability was observed for Cu and Zn. No plant availabilities for Cd, Cr, Mn, Ni and Pb were observed.

A presença de metais pesados em biossólidos é motivo de preocupação quando do uso agrícola desse resíduo em função da possibilidade de absorção desses metais pelas plantas crescendo nesse solo. A fitodisponibilidade de metais pesados, em solos repetidamente tratados com biossólido, foi avaliada num experimento em vasos de 0,5 m³, contendo LATOSSOLO AMARELO Distrófico (LAd) e LATOSSOLO VERMELHO Distrófico (LVd). O experimento foi montado no delineamento em blocos ao acaso, com quatro tratamentos (LAd+lodo, LAd, LVd+lodo e LVd) e quatro repetições utilizando milho como planta teste. Incorporou-se biossólido, proveniente da Estação de Tratamento de Esgotos ETE-SABESP-Barueri, São Paulo, na camada 0-0,2 m dos solos durante um período de até doze meses antes do plantio, numa quantidade total correspondente a 388 Mg ha-1, base seca. Antes da semeadura, os tratamentos testemunhas receberam calcário e adubação NPK, porém houve necessidade de adubação NPK nos tratamentos com biossólido, durante o desenvolvimento das plantas. As análises do tecido vegetal foram feitas por digestão nitro-perclórica, seguindo-se a quantificação dos metais por absorção atômica, nas seguintes partes da plantas: pendão, folha diagnose, folhas ao final do ciclo, colmo, bainha, grãos, sabugo e palha. As sucessivas aplicações do biossólido, em doses correspondentes a 78 Mg ha-1, não proporcionaram aumento de produtividade. Foi observado aumento dos teores de Cu e Zn nas plantas, evidenciando a disponibilidade desses metais adicionados via biossólido. Não foi observada disponibilidade de Cd, Cr, Mn, Ni e Pb para as plantas de milho.

Extratores para Cd, Cu, Cr, Mn, Ni, Pb e Zn em LATOSSOLOS tratados com biossólido e cultivados com milho A NAME="top"> /A>

The use of biossolids in agriculture needs more information on plant availability of heavy metals added to soil by this waste. The efficiency of the chemical extractants HCl 0.1 mol L-1, DTPA-TEA pH 7.3, Mehlich 3 and aqua regia for the evaluation of Cd, Cu, Cr, Mn, Ni, Pb and Zn availability in biosolid-amended soils, was studied in a pot (0.5 m³) experiment using corn as test plant. The soils used were a dystrophic Typic Hapludox (LAd) and a dystrophic Rhodic Hapludox (LVd). The statistic design consisted of: random blocks in a 4x4 factorial outline, 4 treatments (LVd+sludge, LVd, LAd+sludge, LAd), 4 extraction methods (HCl 0.1 mol L-1, Mehlich 3, DTPA-TEA 0.005 mol L-1 pH 7,3 and aqua regia) and 4 replications. Seventy-eight Mg ha-1 of biosolids on dry base were applied every two months to the soils, one year before planting corn. In five applications 388 Mg ha-1 of biosolids were applied. The metal contents of the various parts of the plants were correlated with the contents removed by the extraction methods. The results show that the total contents of Cr, Cu, Mn, Ni, and Zn did not exceed the critical limits established by USEPA and the European Community regulations even at the biosolid application rate of 388 Mg ha-1. Mehlich 3 was an effective extractor only in the evaluation of the bioavailability of Cu and Zn in corn grown on soils treated with biosolids. Cd, Cr, Ni and Pb presented no availability to corn plants.

O uso de biossólidos (lodo de esgoto) em áreas agrícolas cria uma demanda por informações sobre o extrator mais adequado para se prever disponibilidade de metais pesados, presentes nesse resíduo, para as espécies vegetais cultivadas nessas áreas. A eficiência dos extratores HCl 0,1 mol L-1, Mehlich 3 e DTPA 0,005 mol L-1 pH 7,3 e da água régia na previsão da fitodisponibilidade de metais pesados presentes em solos tratados com biossólido foi avaliada através de um experimento com milho cultivado em LATOSSOLO VERMELHO Distrófico (LVd) e LATOSSOLO AMARELO Distrófico (LAd). As parcelas experimentais foram vasos com capacidade para 0,5 m³de terra, distribuídos em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4 x 4, quatro tratamentos (LVd+lodo, LVd, LAd+lodo e LAd) e quatro métodos de extração com quatro repetições. O biossólido foi aplicado antes do cultivo do milho, numa quantidade total de 388 Mg ha-1, base seca, parcelada em 5 vezes espaçadas de 2 meses cada. Antes de semear o milho foi feita a amostragem da terra a 0-0,20 m, que foi analisada para teor total dos metais presentes com água régia e teores trocáveis removidos pelos extratores: solução 0,1 mol L-1 de HCl, Mehlich 3; DTPA-TEA pH 7,3. As plantas foram separadas em folha diagnose, folhas ao final do ciclo, pendão, colmo, bainha, sabugo, palha e grãos. Apesar da quantidade de biossólido aplicada aos solos, os teores totais dos metais analisados não excederam os limites críticos estabelecidos pela United States Environmental Protection Agency (USEPA) e pela Diretriz da Comunidade Européia. As correlações feitas entre teor de metais presentes nas várias partes das plantas e teores dos metais removidos pelos diferentes extratores evidenciaram que Mehlich 3 foi eficiente apenas na previsão da fitodisponibilidade de Cu e Zn. Nenhum dos extratores testados foi eficiente na previsão da disponibilidade de Cd, Cr, Ni e Pb para as plantas de milho.

Accumulation and availability chromium, cadmium and lead in soils treated with sewage sludge for eleven consecutive years / Acúmulo e disponibilidade de cromo, cádmio e chumbo em solos tratados com lodo de esgoto por onze anos consecutivos

The sewage sludge used for agricultural purposes provides many benefits to soil, but it contain harmful elements to environment, that infers in a great attention on its use. The aim of this work was to evaluate the effects of successive applications of sewage sludge on heavy metals accumulation (cadmium, chromium and lead) in samples of soils and corn plants, as well as evaluate the chemicals extractants efficiency in estimate the phyto disponibility of those elements. The experiment was conducted in randomized blocks design in the 2007/08 season, with 4 treatments (0, 5, 10 and 20 Mg ha-1 of sewage sludge) and 5 replicates. It was evaluated: the quantities available of Cd, Cr and Pb in soil by Melich-1, Melich-3 and DTPA extractants; the quantities extracted by corn plants; and the correlation between the disposition and quantities of those metals on whole plants, diagnosis leaves and corn grains. The application of sewage sludge for eleven consecutive years has not showed increase in total quantity nor availability of Cr, Cd and Pb in the evaluated soils. The extractor Melich-1 was the only one that showed significant correlation for availability of Cd, Cr and Pb in soil and corn plants. The correlation of metal availability in soil x leaf diagnosis was significant only for Pb with the Melich-3 and DTPA extractants.

Utilizado com fins agrícolas, o lodo de esgoto proporciona inúmeros benefícios ao solo, porém por nele conter elementos prejudiciais ao meio ambiente, nos remete uma maior atenção quanto à sua utilização. Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos de aplicações sucessivas de lodo de esgoto sobre o acúmulo e disponibilidade de metais pesados (cádmio, cromo e chumbo) no solo e em amostras de planta de milho, bem como a eficiência de extratores químicos em estimar a fitodisponibilidade desses elementos. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso, para safra 2007/08 foram utilizados 4 tratamentos: 0, 55, 110 e 167,5 Mg ha-1 de lodo de esgoto com 5 repetições. Foram avaliadas as quantidades disponíveis de Cd, Cr e Pb no solo através dos extratores Melich-1, Melich-3 e DTPA; teores extraídos por plantas de milho; bem como as correlações entre a disponibilidade dos metais no solo e seus respectivos teores em: plantas inteiras, folhas diagnose e grãos de milho. A aplicação de lodo de esgoto por onze anos consecutivos não apresentou acréscimos para os teores totais e disponíveis dos metais Cd, Cr e Pb no solo. O extrator Melich-1 foi o único que se apresentou eficiente na correlação disponibilidade de Cd, Cr e Pb no solo x plantas de milho. Os extratores Melich-3 e DTPA foram eficientes na correlação disponibilidade de metais no solo x folha diagnose apenas para Pb.

Accumulation and availability chromium, cadmium and lead in soils treated with sewage sludge for eleven consecutive years / Acúmulo e disponibilidade de cromo, cádmio e chumbo em solos tratados com lodo de esgoto por onze anos consecutivos

The sewage sludge used for agricultural purposes provides many benefits to soil, but it contain harmful elements to environment, that infers in a great attention on its use. The aim of this work was to evaluate the effects of successive applications of sewage sludge on heavy metals accumulation (cadmium, chromium and lead) in samples of soils and corn plants, as well as evaluate the chemicals extractants efficiency in estimate the phyto disponibility of those elements. The experiment was conducted in randomized blocks design in the 2007/08 season, with 4 treatments (0, 5, 10 and 20 Mg ha-1 of sewage sludge) and 5 replicates. It was evaluated: the quantities available of Cd, Cr and Pb in soil by Melich-1, Melich-3 and DTPA extractants; the quantities extracted by corn plants; and the correlation between the disposition and quantities of those metals on whole plants, diagnosis leaves and corn grains. The application of sewage sludge for eleven consecutive years has not showed increase in total quantity nor availability of Cr, Cd and Pb in the evaluated soils. The extractor Melich-1 was the only one that showed significant correlation for availability of Cd, Cr and Pb in soil and corn plants. The correlation of metal availability in soil x leaf diagnosis was significant only for Pb with the Melich-3 and DTPA extractants.

Utilizado com fins agrícolas, o lodo de esgoto proporciona inúmeros benefícios ao solo, porém por nele conter elementos prejudiciais ao meio ambiente, nos remete uma maior atenção quanto à sua utilização. Objetivou-se com este trabalho avaliar os efeitos de aplicações sucessivas de lodo de esgoto sobre o acúmulo e disponibilidade de metais pesados (cádmio, cromo e chumbo) no solo e em amostras de planta de milho, bem como a eficiência de extratores químicos em estimar a fitodisponibilidade desses elementos. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso, para safra 2007/08 foram utilizados 4 tratamentos: 0, 55, 110 e 167,5 Mg ha-1 de lodo de esgoto com 5 repetições. Foram avaliadas as quantidades disponíveis de Cd, Cr e Pb no solo através dos extratores Melich-1, Melich-3 e DTPA; teores extraídos por plantas de milho; bem como as correlações entre a disponibilidade dos metais no solo e seus respectivos teores em: plantas inteiras, folhas diagnose e grãos de milho. A aplicação de lodo de esgoto por onze anos consecutivos não apresentou acréscimos para os teores totais e disponíveis dos metais Cd, Cr e Pb no solo. O extrator Melich-1 foi o único que se apresentou eficiente na correlação disponibilidade de Cd, Cr e Pb no solo x plantas de milho. Os extratores Melich-3 e DTPA foram eficientes na correlação disponibilidade de metais no solo x folha diagnose apenas para Pb.

Extratores para Cd, Cu, Cr, Mn, Ni, Pb e Zn em LATOSSOLOS tratados com biossólido e cultivados com milho A NAME="top"> /A>

The use of biossolids in agriculture needs more information on plant availability of heavy metals added to soil by this waste. The efficiency of the chemical extractants HCl 0.1 mol L-1, DTPA-TEA pH 7.3, Mehlich 3 and aqua regia for the evaluation of Cd, Cu, Cr, Mn, Ni, Pb and Zn availability in biosolid-amended soils, was studied in a pot (0.5 m³) experiment using corn as test plant. The soils used were a dystrophic Typic Hapludox (LAd) and a dystrophic Rhodic Hapludox (LVd). The statistic design consisted of: random blocks in a 4x4 factorial outline, 4 treatments (LVd+sludge, LVd, LAd+sludge, LAd), 4 extraction methods (HCl 0.1 mol L-1, Mehlich 3, DTPA-TEA 0.005 mol L-1 pH 7,3 and aqua regia) and 4 replications. Seventy-eight Mg ha-1 of biosolids on dry base were applied every two months to the soils, one year before planting corn. In five applications 388 Mg ha-1 of biosolids were applied. The metal contents of the various parts of the plants were correlated with the contents removed by the extraction methods. The results show that the total contents of Cr, Cu, Mn, Ni, and Zn did not exceed the critical limits established by USEPA and the European Community regulations even at the biosolid application rate of 388 Mg ha-1. Mehlich 3 was an effective extractor only in the evaluation of the bioavailability of Cu and Zn in corn grown on soils treated with biosolids. Cd, Cr, Ni and Pb presented no availability to corn plants.

O uso de biossólidos (lodo de esgoto) em áreas agrícolas cria uma demanda por informações sobre o extrator mais adequado para se prever disponibilidade de metais pesados, presentes nesse resíduo, para as espécies vegetais cultivadas nessas áreas. A eficiência dos extratores HCl 0,1 mol L-1, Mehlich 3 e DTPA 0,005 mol L-1 pH 7,3 e da água régia na previsão da fitodisponibilidade de metais pesados presentes em solos tratados com biossólido foi avaliada através de um experimento com milho cultivado em LATOSSOLO VERMELHO Distrófico (LVd) e LATOSSOLO AMARELO Distrófico (LAd). As parcelas experimentais foram vasos com capacidade para 0,5 m³de terra, distribuídos em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4 x 4, quatro tratamentos (LVd+lodo, LVd, LAd+lodo e LAd) e quatro métodos de extração com quatro repetições. O biossólido foi aplicado antes do cultivo do milho, numa quantidade total de 388 Mg ha-1, base seca, parcelada em 5 vezes espaçadas de 2 meses cada. Antes de semear o milho foi feita a amostragem da terra a 0-0,20 m, que foi analisada para teor total dos metais presentes com água régia e teores trocáveis removidos pelos extratores: solução 0,1 mol L-1 de HCl, Mehlich 3; DTPA-TEA pH 7,3. As plantas foram separadas em folha diagnose, folhas ao final do ciclo, pendão, colmo, bainha, sabugo, palha e grãos. Apesar da quantidade de biossólido aplicada aos solos, os teores totais dos metais analisados não excederam os limites críticos estabelecidos pela United States Environmental Protection Agency (USEPA) e pela Diretriz da Comunidade Européia. As correlações feitas entre teor de metais presentes nas várias partes das plantas e teores dos metais removidos pelos diferentes extratores evidenciaram que Mehlich 3 foi eficiente apenas na previsão da fitodisponibilidade de Cu e Zn. Nenhum dos extratores testados foi eficiente na previsão da disponibilidade de Cd, Cr, Ni e Pb para as plantas de milho.

Metais pesados em plantas de milho cultivadas em Latossolos repetidamente tratados com biossólido

The presence of heavy metals in sewage sludge amended soils can cause concern due to the possibility of the absorption of these metals by plants growing on these soils. The availability of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn to corn plants in soils continuously treated with biosolids (sewage sludge) was evaluated by an experiment performed in 0.5 m³ pots with a dystrophic Typic Hapludox (LAd) and a dystrophic Rhodic Hapludox (LVd). The adopted statistical design was random blocks with four treatments (LAd+sludge, LAd, LVd+sludge and LVd) and four replications. Biosolids from SABESP-Barueri treatment plant (São Paulo/Brazil) were applied every two months to the soils until one year before planting corn, totallizing 388 Mg ha-1. Before sowing the corn the control treatments (without sludge addition) received lime and NPK fertilizers. During crop growth soils with biosolids were also fertilized with NPK. At harvest corn plantlets were divided into: diagnose leaf, old leaves, stem, sheath, grains, corn cob and straw. This material was submitted to nitro-percloric digestion, and metals were quantified by conventional flame atomic absorption spectrophotometry. The successive biosolid applications, at rates of 78 Mg ha-1 each, did not increase corn yield, however plant availability was observed for Cu and Zn. No plant availabilities for Cd, Cr, Mn, Ni and Pb were observed.

A presença de metais pesados em biossólidos é motivo de preocupação quando do uso agrícola desse resíduo em função da possibilidade de absorção desses metais pelas plantas crescendo nesse solo. A fitodisponibilidade de metais pesados, em solos repetidamente tratados com biossólido, foi avaliada num experimento em vasos de 0,5 m³, contendo LATOSSOLO AMARELO Distrófico (LAd) e LATOSSOLO VERMELHO Distrófico (LVd). O experimento foi montado no delineamento em blocos ao acaso, com quatro tratamentos (LAd+lodo, LAd, LVd+lodo e LVd) e quatro repetições utilizando milho como planta teste. Incorporou-se biossólido, proveniente da Estação de Tratamento de Esgotos ETE-SABESP-Barueri, São Paulo, na camada 0-0,2 m dos solos durante um período de até doze meses antes do plantio, numa quantidade total correspondente a 388 Mg ha-1, base seca. Antes da semeadura, os tratamentos testemunhas receberam calcário e adubação NPK, porém houve necessidade de adubação NPK nos tratamentos com biossólido, durante o desenvolvimento das plantas. As análises do tecido vegetal foram feitas por digestão nitro-perclórica, seguindo-se a quantificação dos metais por absorção atômica, nas seguintes partes da plantas: pendão, folha diagnose, folhas ao final do ciclo, colmo, bainha, grãos, sabugo e palha. As sucessivas aplicações do biossólido, em doses correspondentes a 78 Mg ha-1, não proporcionaram aumento de produtividade. Foi observado aumento dos teores de Cu e Zn nas plantas, evidenciando a disponibilidade desses metais adicionados via biossólido. Não foi observada disponibilidade de Cd, Cr, Mn, Ni e Pb para as plantas de milho.