ISSN 0798 1015

Vol. 38 (Nº 16) Año 2017. Pág. 27

Vermicompostagem de diferentes tipos de lodo de curtume associado a cinzas

Vermicomposting of tannery sludge associated with diferent substrates

Ananda Helena Nunes CUNHA 1; Cleide Sandra Tavares ARAÚJO 2; Sandra Máscimo da Costa e SILVA 3; Jonas Alves VIEIRA 4; Eliana Paula Fernandes BRASIL 5; Rafael Batista FERREIRA 6; Túlio Natalino de MATOS 7

Recibido: 06/12/16 • Aprobado: 22/12/2016

Conteúdo

1. Introdução

2. Material e métodos

3. Resultados e discussão

4. Conclusões

Referências

1. Introdução

O uso de resíduos, através do monitoramento e da gestão, visa à redução dos impactos ambientais, o qual propostas de um sistema agroindustrial e tratamento do resíduo final, como a vermicompostagem, podem ser sugeridos. A correta gestão dos resíduos gerados pode transformar um resíduo de uma atividade a insumo de outra, como os lodos de curtume a serem utilizados neste estudo. Sendo assim, é importante reutilizar resíduos para o cultivo de hortaliças em geral e mudas florestais, possibilitando uma produção responsável, de qualidade e comprometida com o conceito de desenvolvimento sustentável (Factor et al., 2008).

O vermicomposto é um produto obtido por meio da decomposição da matéria orgânica pela ação das minhocas, que ingerem esta matéria recente e excretam-na na forma de cropólitos, que é um material decomposto, apresentando nutrientes em forma que favorece sua assimilação pelas plantas (Landgraf et al., 2005).

A transformação da matéria orgânica, resultante da ação combinada de minhocas e da microflora que vive em seu trato digestivo, observando o período de desenvolvimento do composto e sua qualidade, é definida como vermicompostagem (Aquino et al., 1992). Embora a compostagem de resíduos orgânicos seja uma prática antiga, a vermicompostagem foi desenvolvida a partir de pesquisas realizadas por programas de manejo de minhocas, em Rothamstead (Inglaterra), no período de 1940 a 1950. Após 1970, os pesquisadores engajaram-se no estudo do potencial das minhocas para conversão de resíduos orgânicos em uma forma mais estabilizada de matéria orgânica (Aquino et al., 1992). O interesse em vermicompostagem tem aumentado nesses últimos anos, em virtude da escassez de fertilizantes orgânicos naturais e também da necessidade de correção orgânica, nas diversas formas da matéria orgânica.

Alguns  dos resíduos industriais que já foram vermicompostados e transformados em compostos ricos em nutrientes, destacam-se aqueles provenientes da produção de papel (Kaur et al., 2010), lodos de indústrias têxtis (Garg & Kaushik, 2005), resíduos de goma guar (Suthar, 2006), lodos da indústria de açúcar (Sen & Chandra, 2007), de indústrias de bebidas (Singh et al., 2010), lodo de esgoto primário (Silva et al., 2011), resíduos de tomate fresco, pimenta e de usinas de compostagem ornamentais (Salinas-Vásquez et al., 2014) e lodo de curtume dos tipos caleiro e primário (Malafaia, 2015a). Porém, da forma como proposto, com resíduos vegetais e animais para verificação de padrões de fertilidade, poucos estudos foram realizados (Silva et al., 2002; Furlan et al., 2007; Steffen et al., 2010; Bicca et al., 2011; Melo Júnior et al., 2012; Cunha et al., 2015).

Em relação à vermicompostagem de lodos de curtume, poucos estudos foram publicados sobre o assunto (Bidone, 1995; Vig et al., 2011; Teixeira & Almeida, 2013; Malafaia et al., 2015a e Malafaia et al., 2015b; Cunha et al., 2016), os quais são carentes de informações sobre qual substrato deveria ser misturado a esses resíduos, em quais proporções e a finalidade proposta, com vistas à produção de um composto de boa qualidade agronômica e que seja viável para a produção agrícola, como condicionadores de solo e para produção de mudas florestais.

Tratar estes resíduos orgânicos e ainda manter seu potencial nutritivo, para aplicação agrícola é um desafio para a ciência, e que pode ser amenizado por meio de práticas simples e de baixo custo, como a vermicompostagem. O uso de resíduos, através do monitoramento e da gestão, visa à redução dos impactos ambientais, o qual propostas de um sistema agroindustrial e tratamento do resíduo final, como a vermicompostagem, podem ser sugeridos. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a vermicompostagem de diferentes tipos de lodo de curtume misturado a diferentes cinzas em diferentes proporções, com o intuito de produzir compostos com alta capacidade nutricional para nutrição de plantas e com características que se ajustem às especificidades técnicas da Instrução Normativa nº 025/2009 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) (Brasil, 2009) e da Resolução nº 375, de 29 de agosto de 2006 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (Brasil, 2006).

2. Material e métodos

O processo da vermicompostagem foi conduzido durante os meses de setembro e outrubro/2016 em Anápolis (GO), em local coberto, ventilado e com temperatura (oC) e umidade relativa do ar (UR%) monitoradas através de termohigrômetro digital.

A vermicompostagem dos resíduos de curtume (obtidos de uma indústria curtumeira situada em Inhumas, GO) foi realizada conforme a metodologia de Vig et al. (2011), ou seja, em vasos plásticos com capacidade de 3 L, nos quais foram adicionados 1 kg de substrato (em base seca). Estes substratos foram reaproveitados como forma de contribuição na redução de impactos ambientais causados pela deposição destes, e por apresentarem elevados teores de potássio, fósforo, cálcio e magnésio, sendo utilizados como suplemento nutricional (Piva  et al., 2013). Os tratamentos foram: lodo de curtume 1 (L1) + cinza 1(C1); L1 + cinza 2 (C2); lodo de curtume 2 (L2) + C1 e L2 + C2.

Foi realizada a caracterização físico-química e química (pH, matéria orgânica, P, K, Ca, Mg, S, Fe e Cr) inicial e final (após 45 dias), dos substratos separadamente e dos tratamentos (Tedesco et al., 1995). A caracterização química inicial dos lodos de curtume, bem como das cinzas utilizados no experimento, podem ser observadas na Tabela 1.

Tabela 1 - Principais características químicas dos substratos e do lodo de curtume utilizados na vermicompostagem. Anápolis, GO, 2016.

*M.O.=matéria orgânica. Lodo 1 (resíduo referente à linha geral da indústria curtumeira); Lodo 2 (resíduo de caleiro da indústria curtumeira); Cinza 1 (resíduo da caldeira proveniente de madeira) e Cinza 2 (cinzas de folhas).

Os tratamentos foram constituídos das misturas entre os lodos de curtume e as cinzas, conforme Tabela 2, totalizando oito tratamentos com três repetições, delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC) e vinte e quatro unidades experimentais.

Tabela 2 - Proporções das misturas de lodo de curtume e das cinzas escolhidas para o processo de vermicompostagem. Anápolis, GO, 2016.

Legenda: Lodo 1 (resíduo referente à linha geral da indústria curtumeira); Lodo 2 (resíduo de caleiro da indústria curtumeira); Cinza 1 (resíduo da caldeira proveniente de madeira) e Cinza 2 (cinzas de folhas).

Antes da realização das misturas mencionadas anteriormente, todos os resíduos foram secos e passados em peneira com malha de 8 mm, visando maior uniformização do tamanho das partículas e eliminação de materiais indesejáveis para o bom desempenho do processo de vermicompostagem. O local definido para desenvolvimento do vermicomposto foi adaptado com pouca luz e arejado para facilitar a manutenção da umidade do substrato.

Após um período de 15 dias, necessário para estabilização da mistura (após o processo de fermentação ou mesmo por se apresentar tóxica) (Alves, 1998; Vig et al, 2011), 10 indivíduos adultos da espécie E. foetida, conforme recomendado por Landgraf et al., 2005, foram inoculados em cada unidade experimental, mantendo-se a umidade de 40% (Dores-Silva et al., 2011). Os vasos foram cobertos com sombrite (tela plástica para sombreamento) para manter as minhocas no local, evitando possíveis fugas destas, permitindo maior aeração do substrato, como descrito por Cunha et al. (2015).

Todas as análises laboratoriais foram realizadas no Laboratório Terra (Goiânia, Goiás, Brasil) e os dados obtidos referentes às concentrações finais dos vermicompostos foram avaliados quanto à normalidade dos dados pelo teste de Shapiro-Wilk. Os valores de P, Ca, S, Fe e pH foram transformados em log (x) para atingir a normalidade. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F e as comparações entre as médias dos tratamentos foram realizadas pelo teste de Scott Knott a 5%.

Todas as análises estatísticas foram realizadas com o auxílio do software SISVAR (Ferreira, 2011). Os dados foram comparados aos critérios técnicos para fertilizante orgânico composto, definidos pela Instrução Normativa nº 025/2009 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) (Brasil, 2009) e da resolução nº 375, de 29 de agosto de 2006 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (Brasil, 2006).

3. Resultados e discussão

As minhocas foram retiradas dos vasos após 45 dias do início do processo de vermicompostagem, pois todos os tratamentos apresentaram queda no quantitativo de indivíduos, sendo interrompidos afim de observar o processo no mesmo tempo de compostagem, ou seja, para que não houvesse favorecimento em nenhum tratamento, assim como também explicado por Landgraf et al. (2005) que justifica a reprodução interrompida por volta de 60 dias pelo efeito dos metais sobre as minhocas.

Nos tratamentos T1 (25% L1 + 75% C1), T2 (50% L1 + 50% C1), T5 (25% L2 + 75% C1) e T6 (50% L2 + 50% C1) as minhocas morreram nas primeiras 24 horas após a introdução das mesmas nos vasos, fato que pode ser explicado pela toxidade dos substratos em reação com a mistura entre os lodos de curtume (L1 e L2) e a cinza 1 (resíduo da caldeira proveniente de madeira). Sendo assim, apenas os tratamentos T3 (25% L1 + 75% C2), T4 (50% L1 + 50% C2), T7 (25% L2 + 75% C2) e T8 (50% L2 + 50% C2) passaram pelo processo de vermicompostagem.

Comportamentos similares foram observados por Cunha et al., (2015), que identificou concentração elevada de nitrogênio na cama de frango quando comparado com os demais substratos, que pode ter sido a causa da mortalidade das minhocas, como aqueles advindos de compostos alcalinos encontrados em excesso nos lodos de curtume, comprometendo a sobrevivência das minhocas. Assim como observado por Landgraf et al. (2005), que descrevem que as minhocas concentram os metais presentes no solo e, assim, podem ser consideradas como sumidouro de metais como o ferro, como observado na Tabela 1 (42 mg dm-3) este estava alto (cinza 1) em relação aos demais substratos, o que pode justificar a mortalidade das minhocas.

A Tabela 3 apresenta um resumo da análise de variância realizada dos tratamentos para os parâmetros P, K, Ca, Mg, S, Fe, pH e MO, que pode ser observado os tratamentos P, Ca, Mg, Fe e pH obtiveram valores significativos a 1% de probabilidade.        

Tabela 3. Resumo da Análise de Variância dos tratamentos. Anápolis, GO. 2016.

* Significativo a 1% de probabilidade. <0,01- Valor menor que 0,01.

A Tabela 4 apresenta os valores de P, onde os tratamentos T1 (25% L1 + 75% C1), T2 (50% L1 + 50% C1), T5 (25% L2 + 75% C1) e T6 (50% L2 + 50% C1) obtiveram maiores valores, diferenciando dos demais tratamentos, fato este explicado pelo teor inicial de 1 kg ter ficado praticamente na mesma quantidade no final do processo de vermicompostagem. Os tratamentos que passaram pelo processo de vermicompostagem provavelmente diminuíram seus teores por terem diminuído, também, a quantidade final do substrato.

Tabela 4. Valores médios de P (mg dm-3), K (cmolc dm-3), Ca (cmolc dm-3), Mg (cmolc dm-3), S (mg dm-3), Fe (mg dm-3), pH e MO (%), oriundos dos tratamentos avaliados. Anápolis, GO. 2016.

* Valores médios precedidos da mesma letra da coluna não se diferenciam entre si pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Legenda: T1 (25% L1 + 75% C1); T2 (50% L1 + 50% C1); T3 (25% L1 + 75% C2); T4 (50% L1 + 50% C2); T5 (25% L2 + 75% C1); T6 (50% L2 + 50% C1); T7 (25% L2 + 75% C2); T8 (50% L2 + 50% C2). Lodo 1 (resíduo referente à linha geral da indústria curtumeira); Lodo 2 (resíduo de caleiro da indústria curtumeira); Cinza 1 (resíduo da caldeira proveniente de madeira) e Cinza 2 (cinzas de folhas).

Os valores de fósforo para os tratamentos T3 (25% L1 + 75% C2) (8,72 mg dm-3) e T4 (50% L1 + 50% C2) (5,50 mg dm-3) se aproximaram aos de Piva et al. (2013), que encontraram valores de 10,6 mg dm-3 ao estudarem as característica químicas do solo para cultivo de videira cv. Isabel. Observaram que a cinza vegetal auxiliou no crescimento vegetativo da cultura, o que pode também pode resultar ao utilizar cinza vegetal para processo de vermicompostagem e posteriormente, cultivo de mudas florestais.

Os valores de potássio apresentados na Tabela 4 demonstram que não houve diferença estatística entre os tratamentos que passaram pelo processo de vermicompostagem e apenas as misturas realizadas. Estes valores estavam entre 0,45 e 0,58 cmolc dm-3. Estes se aproximaram dos valores encontrados por Cunha et al. (2015), que obtiveram valores de 0,27 e 0,42 dag kg-1 para vermicompostos de lodo de curtume associado à casca de arroz, fato este que demonstra que diferentes tipos de substrato (cinza e casca de arroz) e tempo de vermicompostagem (45 e 75 dias) podem não influenciar na quantidade de potássio disponível.

Os valores de cálcio demonstraram que apenas os tratamentos T1 (25% L1 + 75% C1) e T2 (50% L1 + 50% C1) apresentaram valores menores, o que destaca o processo de vermicompostagem no quesito disponibilidade de teores de cálcio para a planta, melhorando a qualidade e estabilização do produto (Ndegwa & Thompson, 2001). Os demais tratamentos (T3, T4, T5, T6, T7 e T8) apresentaram valores entre 12,39 e 14,48 cmolc dm-3, valores próximos aos observados por Cunha et al. (2016), que quantificaram valores de 9,26 dag kg-1 para o cálcio no vermicomposto de esterco bovino associado ao lodo de curtume. Isto demonstra que diferentes tipos de substratos (cinza e esterco bovino) e diferentes tipos de lodos (lodo primário e lodo de caleiro) podem gerar valores de cálcio próximos.

Os valores de magnésio (Tabela 4) foram maiores nos tratamentos T1 (25% L1 + 75% C1), T3 (25% L1 + 75% C2), T4 (50% L1 + 50% C2) e T7 (25% L2 + 75% C2). Neste sentido é importante ressaltar que o processo de vermicompostagem resultou em maiores teores de magnésio quando comparado com os tratamentos que não passaram pelo processo (T2, T5 e T6), como também verificado por Malafaia et al. (2015a) que observaram que a vermicompostagem de diferentes tipos de misturas de lodos de curtume com esterco de gado é capaz de aumentar as concentrações de N, K, Ca, Mg e Na.

Os teores de S (Tabela 4) não sofreram alteração quando comparados com processo de vermicompostagem, o que pode ser justificado pelo fato dos valores das misturas (4,80 a 8,25 mg dm-3) ficarem próximos aos dos substratos (7 a 14,10 mg dm-3). Desta forma, pode-se observar que o processo de vermicompostagem não apresentou destaque para o sulfato, fato este que pode complementar o verificado por Ndegwa & Thompson (2001) ao afirmarem que o produto pode ser estável e homogêneo com menor impacto potencial no meio ambiente, fornecendo fontes de nutrientes às plantas.

Para o ferro (Tabela 4) pode ser notado que os tratamentos T1 (25% L1 + 75% C1) e T2 (50% L1 + 50% C1) apresentaram maiores valores das misturas (23,21 e 22,25 mg dm-3, respectivamente), que aumentaram seus valores por consequência de serem constituídos pela cinza 1. Já os tratamentos T3 (25% L1 + 75% C2), T4 (50% L1 + 50% C2) e T7 (25% L2 + 75% C2), que passaram pelo processo de vermicompostagem apresentaram valores menores (2,53, 1,95 e 2,37 mg dm-3, respectivamente), o que também foi encontrado por Malafaia et al. (2015a), que as misturas contendo lodo primário reduzem a concentração de Fe. Contudo, o teor está dentro dos limites permitidos de sua aplicação em solos agrícolas (Garg & Gupta, 2011) e teores mais baixos de ferro nos vermicompostos demonstraram que a vermicompostagem pode ser adotada como uma tecnologia alternativa para a reciclagem e eliminação (Garg & Kaushik, 2005).

Como descrito na Tabela 4 para os valores de pH pode-se observar que os tratamentos que sofreram o processo de vermicompostagem (T3, T4, T7 e T8) apresentaram menores valores (8,03 a 8,34) que foram próximos aos valores da cinza 2 (8,30). O mesmo fato foi constatado para os demais tratamentos (T1, T2, T5 e T6) que apresentaram valores (10,05 a 10,91) próximos aos valores da cinza 1 (12,40).

O valor de pH apresentado por Cunha et al. (2016) para vermicompostos de cinza associado ao lodo de curtume foi de 8,45, enquanto que o da cinza de cana (Cunha et al., 2015) foi de 10,60. Estes valores se aproximaram dos valores encontrados neste estudo, o que demonstra a importância de buscar resíduos com faixa de pH ideal para a produção de plantas, que, como definido por Primavesi (2002), a disponibilidade máxima de nutrientes ocorre a pH do solo entre 6,00 e 6,50.

Embora a Instrução Normativa no 25/2009 não apresente valores de referência para concentração de metais e nutrientes que devem ser encontrados nos vermicompostos, delimita que o valor de pH deve ser maior que 6,00, o que pode ser atendido neste trabalho.

Os valores de matéria orgânica (MO) encontrados na Tabela 4 não apresentam diferenças estatísticas, demonstrando que o processo de vermicompostagem não alterou a quantidade deste parâmetro, com valores entre 4,89 e 8,85%. Valores encontrados por Cunha et al. (2016) foram de 15,10% para vermicompostos de esterco bovino associado ao lodo de curtume e 11,27% para vermicompostos de lodo de curtume associado a cinza de cana. Esses valores foram próximos à este estudo, indicando que disponibilizar matéria orgânica no solo é importante.

A resolução no 375/2006 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) define que o limite máximo permitido para a utilização do resíduo não deve passar de 1.000 ppm, o que não ocorreu neste estudo, que obteve valor final <1,00 mg kg-1 para todos os tratamentos apresentados. Valor este que indica que a vermicompostagem com Eisenia fetida é melhor para modificar estes lodos de curtume em resíduo rico em nutrientes em um curto período de tempo (Vig et al., 2011). Como também observado por Landgraf et al. (2005), que descrevem que os metais pesados como o cromo podem ser concentrados pelas minhocas, sendo consideradas como sumidouro desses metais.

4. Conclusões

Com base nos resultados e de acordo com as condições experimentais pode-se concluir que:

A vermicompostagem de lodos de curtume com adição de cinza de madeira (C1) se mostrou inviável, devido, provavelmente, à toxicidade do ferro;

Em geral, os vermicompostos produzidos por E. foetida apresentaram teores de potássio, cálcio, magnésio, enxofre, pH e MO que favorecem o seu uso como composto orgânico para o solo;

Em geral, os vermicompostos apresentaram valores de cromo e pH adequados às especificações técnicas da Instrução Normativa do MAPA e Resolução do CONAMA;

A vermicompostagem pode ser adotada como biotecnologia de destinação final de diferentes tipos de lodo de curtume misturada com cinza de folha, incorporando valor nutricional de qualidade agronômica.

Referências

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1. Universidade Federal de Goiás (analena23@gmail.com)

2. Universidade Estadual de Goiás (cstarjb@yahoo.com.br)

3. Universidade Estadual de Goiás (sandramascimo@hotmail.com)

4. Universidade Estadual de Goiás (jonas@ueg.br)

5. Universidade Federal de Goiás (elianafernandesufg@gmail.com)

6. Doutorando na Universidade Estadual de Goiás; Docente na Faculdade Metropolitana de Anápolis (rafael_g3bf@hotmail.com)

7. Universidade de Brasília (tulio_mattos23@hotmail.com)