Chemical and sanitary changes in soils and sterile of mining receiving sewage sludge, organic compost and mineral fertilizer

Guimarães, Roberta Nunes; Matos, Antonio Teixeira de; Carpanez, Thais Girardi

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Engenharia Sanitaria e Ambiental

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Sumário

Artigo Técnico • Eng. Sanit. Ambient. 27 (4) • Jul-Aug 2022 • https://doi.org/10.1590/S1413-415220200225 copy

Chemical and sanitary changes in soils and sterile of mining receiving sewage sludge, organic compost and mineral fertilizer

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

ABSTRACT

The objective of this study was to evaluate chemical and sanitary changes in soils and sterile mine in the Quadrilátero Ferrífero region, Minas Gerais, by incorporating the sanitary sewage and commercial organic compost, using a conventional chemical fertilizer as treatment control. The study was carried out in the experimental area of the Mina de Águas Claras, Minas Gerais, the soils (Latosol and Cambisol) and mine sterile were analyzed for a period of 8 months after fertilization, respectively, 49,9; 59,7 and 54,8 t ha^-1 SS; 117,4; 140,1 and 128,8 t ha^-1 de commercial organic compost; and 150 kg ha^-1 of mineral fertilizer in all materials. Regarding sanitary aspects, the SS and the commercial organic compost were classified as “Class A”, according to Conselho Nacional do Meio Ambiente 375/2006. After the application of fertilizers, the contents of organic matter, macro- and micronutrients, cation exchange capacity, base saturation index, aluminum saturation index, Al³⁺, H+Al, levels of metals were evaluated in the soil and sterile, in addition to quantifying viable helminth eggs. It was observed that the incorporation of sanitary sewage and commercial organic compost was able to increase the levels of organic matter and fertility of materials and, although an application of sanitary sewage also provided an increase in the contents of some heavy metals, it was not enough to lose its environmental quality, according with Conselho Nacional do Meio Ambiente 420/2009 (BRASIL, 2009BRASIL. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução n° 420, de 28 de dezembro de 2009. Dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por essas substâncias em decorrência de atividades antrópicas. Diário Oficial da União, Brasília, DF, 2009. 20p. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=620>. Acesso em: 01 maio 2017.
http://www.mma.gov.br/port/conama/legiab... ). There were no sanitary restrictions on the use of sanitary sewage and commercial organic compost in soils and sterile to be recovered in the Quadrilátero Ferrífero mining areas.

Keywords:
Mining; recovery of degraded areas; organic fertilizers

Tratamento com Fertilização por Lodo de Esgoto Sanitário	Tratamento com Fertilização por Composto Orgânico	Tratamento com Fertilização por Fertilizante Mineral
T2.1 – Lodo + Cambissolo	T3.1 – Composto orgânico + Cambissolo	T4.1. – Fertilizante Mineral + Cambissolo
T2.2 – Lodo + Latossolo	T3.2 – Composto orgânico + Latossolo	T4.2 – Fertilizante Mineral + Latossolo
T2.3 – Lodo + Estéril	T3.3 – Composto orgânico + Estéril	T4.3 – Fertilizante Mineral + Estéril

	Unidade	Estéril	Latossolo	Cambissolo
Condutividade Elétrica	dS m^-1	0,01	0,01	0,01
CTC (t)	cmol_c dm^-3	1,18	1,55	2,1
H + Al	cmol_c dm^-3	1,56	1,16	1,05
pH em CaCl₂	–	6,7	6,9	7,5
Saturação de Bases	V %	42	56	66
Soma de Bases	cmol_c dm^-3	1,15	1,53	2,08
Matéria Orgânica (%)	%	0,305	0,435	0,146
Boro	mg kg^-1	0,03	0,16	0,07
Cobre	mg kg^-1	0,8	0,94	1,15
Ferro	mg kg^-1	62,49	58,54	69,72
Manganês	mg kg^-1	108	120	146
Potássio	mg dm^-3	18,41	20,48	14,27
Cálcio	cmol_c dm^-3	0,92	1,13	1,88
Alumínio	cmol_c dm^-3	0,03	0,02	0,02
Fósforo	mg kg^-1	11,55	93,64	39
Magnésio	cmol_c dm^-3	0,18	0,35	0,16
Nitrogênio Total Kjeldahl	mg kg^-1	494,2	529	378,8
P-Rem	mg L^-1	7,84	32,2	11,34
Enxofre	mg kg^-1	57,8	23,12	58,58
Arsênio	mg kg^-1	8	80	24
Cádmio	mg kg^-1	0,1	0,5	0,4
Chumbo	mg kg^-1	31	15	18
Crômio	mg kg^-1	49	18	30
Mercúrio	mg kg^-1	0,49	0,24	0,25
Molibdênio	mg kg^-1	< 1	< 1	< 1
Níquel	mg kg^-1	15	38	46
Selênio	mg kg^-1	3,33	3,36	3,33
Zinco	mg kg^-1	4,16	3,01	1,95

Variáveis	Grupo	Unidade	Cambissolo	Latossolo	Estéril
Fenantreno	COSV	mg kg^-1	<0,0025	<0,0025	<0,0025
Indeno(1,2,3, cd)pireno	COSV	mg kg^-1	<0,0025	<0,0025	<0,0025
1,2,3,4-Tetraclorobenzeno	COSV	mg kg^-1	<0,0025	<0,0025	<0,0025
1,2,3,5-Tetraclorobenzeno	COSV	mg kg^-1	<0,0025	<0,0025	<0,0025
2,4-Diclorofenol	COSV	mg kg^-1	<0,0025	<0,0025	<0,0025
Pentaclorofenol	COSV	mg kg^-1	<0,0025	<0,0025	<0,0025
Lindano (g-HCH)	COSV	mg kg^-1	<0,0025	<0,0025	<0,0025
Cresóis totais	COSV	mg kg^-1	<0,008	<0,0082	<0,0079
Naftaleno	COV	mg kg^-1	<0,01	<0,01	<0,01
1,2,3-Triclorobenzeno	COV	mg kg^-1	<0,01	<0,01	<0,01
1,2,4-Triclorobenzeno	COV	mg kg^-1	<0,01	<0,01	<0,01
1,2-Diclorobenzeno	COV	mg kg^-1	<0,01	<0,01	<0,01
1,3,5-Triclorobenzeno	COV	mg kg^-1	<0,01	<0,01	<0,01
1,3-Diclorobenzeno	COV	mg kg^-1	<0,01	<0,01	<0,01
1,4-Diclorobenzeno	COV	mg kg^-1	<0,01	<0,01	<0,01
1,2,4,5-Tetraclorobenzeno	COSV	mg kg^-1	<0,05	<0,05	<0,05
Di(2-etilhexil) ftalato	COSV	mg kg^-1	<0,05	<0,05	<0,05
Dibutilftalato	COSV	mg kg^-1	<0,05	<0,05	<0,05
Dimetil ftalato	COSV	mg kg^-1	<0,05	<0,05	<0,05

	Unidade	Composto Orgânico Comercial	Lodo ETE Betim Central
Nitrato (como N)	mg kg^-1	441,4	2,0
Nitrito (como N)	mg kg^-1	1,0	0,9
Porcentagem de Sólidos	%	100,0	100,0
Sólidos Totais	%	69,1	97,7
Sólidos Voláteis	%	20,3	64,9
Zinco	mg kg^-1	105,4	1.433,0
Crômio	mg kg^-1	104,6	62,3
Molibdênio	mg kg^-1	2,7	7,2
Potássio	mg kg^-1	1.780,0	1.525,1
Sódio	mg kg^-1	2026,0	611,1
Cálcio	mg kg^-1	7.0043,4	14.841,4
Fósforo	mg kg^-1	4.703,3	16.172,0
Magnésio	mg kg^-1	4.167,9	2.118,7
Nitrogênio Amoniacal	mg kg^-1	21,9	334,7
Nitrogênio Total	mg kg^-1	14.240,2	6.653,0
Nitrogênio Total Kjeldahl	mg kg^-1	14.095,5	6.468,8
N disponibilizável	mg kg^-1	4.686,38	2.278,24
Matéria orgânica	%	26,4	62,1
Enxofre	mg kg^-1	10.028,9	8.055,3

Identificação da amostra		K	P	Ca	Mg	P-Rem	S	N Total
Identificação da amostra	(mg dm^-3)		(cmol_c dm^-3)			(mg L^-1)	(mg dm^-3)	(mg kg^-1)
Cambissolo (condição natural)		14,27	39,0	1,88	0,16	11,34	58,58	378,80
Latossolo (condição natural)		20,48	93,64	1,13	0,35	32,3	23,12	529,0
Estéril (condição natural)		18,41	11,55	0,92	0,18	7,84	57,8	494,2
T2.1 – Lodo+Cambissolo	1ᵃ Coleta	58,9	82,1	1,4	0,20	16,4	76,95	657
T2.2 – Lodo+Latossolo		76,6	107,1	0,7	0,29	25,3	73,38	6807
T2.3 – Lodo+Estéril		55,6	46,6	1,0	0,24	15,1	73,33	883
Teste de Tukey–1ᵃ Coleta		A
T3.1 – Composto Org.+Cambissolo		137,2	44,2	4,3	0,36	11,0	66,15	952
T3.2 – Composto Org.+Latossolo		62,5	54,0	3,5	0,24	17,7	73,56	310
T3.3 – Composto Org.+Estéril		208,2	79,6	5,4	0,63	15,7	74,79	688
Teste de Tukey–1ᵃ Coleta		A		A	A
T4.1 – Fert. Mineral+Cambissolo		52,0	30,2	1,5	0,16	8,8	69,57	136
T4.2 – Fert. Mineral+Latossolo		55,3	20,1	1,0	0,17	12,6	69,11	138
T4.3 – Fert. Mineral+Estéril		58,2	39,3	1,3	0,18	20,4	58,94	219
Teste de Tukey–1ᵃ Coleta		A						A
T2.1 – Lodo+Cambissolo	2ᵃ Coleta	9,2	19,7	1,1	0,12	6,4	78,28	452
T2.2 – Lodo+Latossolo		16,4	30,2	1,1	0,23	29,4	80,52	429
T2.3 – Lodo+Estéril		16,7	46,4	1,5	0,25	20,8	53,68	403
Teste de Tukey–2ᵃ Coleta		B
T3. 1 – Composto Org.+Cambissolo		51,0	36,9	5,7	0,27	12,4	31,96	705
T3.2 – Composto Org.+Latossolo		79,8	21,6	5,6	0,33	26,0	49,79	428
T3. 3 – Composto Org.+Estéril		49,6	34,9	5,1	0,25	13,1	54,03	941
Teste de Tukey–2ᵃ Coleta				B
T4.1 – Fert. Mineral+Cambissolo		14,0	17,6	1,5	0,14	4,9	93,58	134
T4.2 – Fert. Mineral+Latossolo		17,4	5,3	0,9	0,12	12,8	119,91	79
T4.3 – Fert. Mineral+Estéril		26,9	21,4	1,4	0,14	19,1	65,27	148
Teste de Tukey–2ᵃ Coleta		A						B

		Al	H+Al	t	T	V	m
	---------------------- cmol_c dm^-3 -------------------				%	%	m
Cambissolo (condição natural)		0,02	1,05	2,1	–	66	–
Latossolo (condição natural)		0,02	1,16	1,55	–	56	–
Estéril (condição natural)		0,03	1,56	1,18	–	42	–
T2.1 – Lodo+Cambissolo	1ᵃ Coleta	0,02	0,95	1,76	2,69	62,62	1,26
T2.2 – Lodo+Latossolo		0,03	1,05	1,22	2,25	52,27	2,38
T2.3 – Lodo+Estéril		0,02	0,91	1,41	2,30	60,38	1,44
Teste de Tukey – 1ᵃ Coleta					A		A
T3.1 – Composto Org. +Cambissolo		0,01	0,82	5,04	5,85	85,64	0,23
T3.2 – Composto Org.+Latossolo		0,01	0,91	3,87	4,77	72,52	0,77
T3.3 – Composto Org.+Estéril		0,01	0,93	6,59	7,51	86,20	0,16
Teste de Tukey – 1ᵃ Coleta		A		A	A	A	A
T4.1 – Fert. Mineral+Cambissolo		0,02	0,99	1,79	2,77	62,50	1,23
T4.2 – Fert. Mineral+Latossolo		0,03	1,10	1,38	2,45	54,85	1,93
T4.3 – Fert. Mineral+Estéril		0,02	1,28	1,64	2,90	53,24	1,46
Teste de Tukey – 1ᵃ Coleta					A		A
T2.1 – Lodo+Cambissolo	2ᵃ Coleta	0,02	0,88	1,31	2,18	59,28	1,27
T2.2 – Lodo+Latossolo		0,03	1,04	1,36	2,37	55,23	2,21
T2.3 – Lodo+Estéril		0,02	1,33	1,86	3,16	57,82	1,31
Teste de Tukey–2ᵃ Coleta					A		A
T3 – 1 Composto Org. +Cambissolo		0,01	0,70	6,10	6,80	89,69	0,10
T3 – 2 Composto Org.+Latossolo		0,01	0,73	6,10	6,82	86,84	0,12
T3 – 3 Composto Org.+Estéril		0,01	0,76	5,49	6,25	87,35	0,15
Teste de Tukey – 2ᵃ Coleta		A	A	B	A	B	A
T4 – 1 Fert. Mineral+ambissolo		0,01	0,79	1,65	2,43	66,90	0,74
T4 – 2 Fert. Mineral +Latossolo		0,03	0,93	1,09	1,99	51,71	3,24
T4 – 3 Fert. Mineral+Estéril		0,01	1,01	1,60	2,60	59,37	0,70
Teste de Tukey – 2ᵃ Coleta					A		A

		Zn	Fe	Mn	Cu	B	Ni	Cr	Cd	Pb
	mg dm^-3					mg kg^-1
Cambissolo (condição natural)		4,16	69,72	146,0	1,15	0,07	15	30	0,1	31
Latossolo (condição natural)		3,01	58,54	120,0	0,94	0,16	38	18	0,5	15
Estéril (condição natural)		1,95	62,49	108,0	0,8	0,03	46	49	0,4	18
T2.1 – Lodo+Cambissolo	1ᵃ Coleta	22,40	139,53	131,11	3,11	0,23	8,19	29,21	0,79	13,45
T2.2 – Lodo+Latossolo		26,97	95,40	108,30	1,39	0,07	6,99	26,65	0,51	15,72
T2.3 – Lodo+Estéril		12,97	131,23	392,00	1,55	0,09	9,09	16,18	1,21	17,98
Teste de Tukey–1ᵃ Coleta		A	A				A		A
T3.1 – Composto Org.+Cambissolo		4,55	135,9	140,08	0,76	0,14	6,14	27,23	0,62	10,7
T3.2 – Composto Org.+Latossolo		6,02	119,4	185,35	0,20	0,16	9,86	73,52	1,81	21,00
T3.3 – Composto Org.+Estéril		5,40	135,09	258,23	0,56	0,23	8,84	10,37	0,94	17,75
Teste de Tukey – 1ᵃ Coleta			A		A		A		A
T4.1 – Fert. Mineral+Cambissolo		2,66	58,79	59,88	0,32	0,07	7,76	24,38	0,69	11,53
T4.2 – Fert. Mineral+Latossolo		0,65	48,08	28,23	0,14	0,15	6,55	34,20	0,51	15,22
T4.3 – Fert. Mineral+Estéril		1,32	51,16	107,49	3,08	0,12	6,63	10,43	0,53	10,71
Teste de Tukey – 1ᵃ Coleta			A	A			A		A
T2.1 – Lodo+Cambissolo	2ᵃ Coleta	2,03	136,9	157,52	0,80	0,15	4,23	31,86	0,05	13,03
T2.2 – Lodo+Latossolo		18,31	184,68	253,81	1,98	0,04	7,62	30,07	0,05	15,61
T2.3 – Lodo+Estéril		18,05	195,6	431,10	1,94	0,05	7,59	10,24	0,26	13,86
Teste de Tukey – 2ᵃ Coleta			A				A		A
T3 - 1 Composto Org.+Cambissolo		3,79	174,5	250,34	1,07	0,01	4,71	30,39	0,06	12,22
T3 - 2 Composto Org.+Latossolo		15,53	155,56	123,75	1,57	0,06	5,80	33,46	0,05	16,38
T3 - 3 Composto Org.+Estéril		2,66	173,0	262,91	1,22	0,09	5,94	9,49	0,23	12,85
Teste de Tukey – 2ᵃ Coleta			A		A		A		A
T4 - 1 Fert. Mineral+Cambissolo		1,61	118,7	153,33	0,64	0,14	3,26	26,39	0,07	11,60
T4 - 2 Fert. Mineral+Latossolo		7,67	137,08	155,09	3,12	0,07	6,01	33,00	0,02	12,89
T4 - 3 Fert. Mineral+Estéril		4,98	138,5	184,17	1,04	0,09	6,10	9,43	0,17	10,79
Teste de Tukey – 2ᵃ Coleta			A	A			A		A

	Unidades	CONAMA 375	COC	LE
Cd	mg kg^-1	39	0,1	1,1
Pb	mg kg^-1	300	14,6	33,4
Cu	mg kg^-1	1.500	49,6	189,4
Ni	mg kg^-1	420	20,7	33,3
Zn	mg kg^-1	2.800	105,4	1.433,0
Cr	mg kg^-1	1.000	104,6	62,3

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[1] * Autor correspondente: tgcarpanez@gmail.com