Application of WWTP biosolids in sunflower production for sustainable resource recovery

Authors

DOI:

https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n.Especial.e12922

Keywords:

Agricultura sustentável; Fertilizante; Gestão de resíduos; Lodo de esgoto.

Abstract

This study evaluates the use of biosolids from a Wastewater Treatment Plant (WWTP) as fertilizer for sunflowers. The sludge, sourced from the UASB reactor and collected at the dehydration unit of the Laboreaux WWTP in Itabira-MG, was sanitized through alkaline stabilization. The experiment, conducted at the Federal University of Itajubá, Itabira campus, analyzed four conditions: control (no fertilizer), commercial fertilizer, biosolids according to nitrogen demand, and soil acidity correction. The stabilization produced biosolids with 20% volatile solids and 2.49x10? MPN/g of Escherichia coli, in accordance with CONAMA Resolution 498/2020 for Class B sludge. During the 49-day cultivation period, the sludge treatments achieved a maximum of 12 leaves and 19.6 cm in height, while the control and commercial fertilizer treatments reached maximums of 9 and 10 leaves, and 19 and 16.1 cm in height, respectively. However, no statistically significant difference was observed between the treatments. The use of biosolids can be a sustainable alternative for WWTP waste management, reducing dependence on chemical fertilizers and promoting more sustainable agriculture.

Author Biographies

Maria Eduarda Ribeiro, Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI

 Graduada em Engenheira Ambiental pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), Itabira (MG), Brasil.

Ana Elisa Carvalho Silva Santos, Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI

Graduanda em Engenheira Ambiental pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI), Itabira (MG), Brasil.

Lucas de Almeida Chamhum Silva , Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP

 Doutorando em Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), Ouro Preto (MG), Brasil.

Gabriel Henrique Soares Almeida, Universidade Federal de Viçosa - UFV

Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa (MG), Brasil.

Glaucio Marcelino Marques, PhD in Forest Science from the Federal University of Viçosa (UFV). Professor of the Environmental Engineering course at the Federal University of Itajubá, Itabira (MG), Brazil.

Doutor em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (UFV). Docente do curso de Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Itajubá, Itabira (MG), Brasil.

Eduardo de Aguiar do Couto, Universidade Federal de Lavras - UFLA

Doutor em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Viçosa (UFV). Docente Adjunto da Universidade Federal de Lavras (UFLA), Lavras (MG), Brasil.

References

ABREU, A. H. M.; ALONSO, J. M.; MELO, L. A.; LELES, P. S. S.; SANTOS, G. R. Caracterização de biossólido e potencial de uso na produção de mudas de Schinus terebinthifolia Raddi. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 24, n. 3, p. 591-599, 2019. https://doi.org/10.1590/S1413-41522019108265.

AFÁZ, D. C. S.; BERTOLAZI, K. B.; VIANI, R. A. G.; SOUZA, Z. F. Composto de lodo de esgoto para o cultivo inicial de eucalipto. Revista Ambiente & Água, v. 12, p. 112-123, 2017. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1965.

AHMAD, T.; AHMAD, K.; ALAM, M. Characterization of water treatment plant's sludge and its safe disposal options. Procedia Environmental Sciences, v. 35, p. 950-955, 2016. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.07.088.

ALCARDE, J. C. Manual de análise de fertilizantes. 2009.

AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater. 24 ed. Washington: APHA, 2023.

AMORIM JUNIOR, S. S.; MAZUCATO, V. S. H.; MACHADO, B. S.; GUILHERME, D. O.; COSTA, R.B.; MAGALHÃES FILHO, F. J. C. Agronomic potential of biosolids for a sustainable sanitation management in Brazil: Nutrient recycling, pathogens and micropollutants. Journal of Cleaner Production, v. 289, p. 125708, 2020. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.125708.

ANDRADE, J. C.; ABREU, M. F. Análise química de resíduos sólidos para monitoramento e estudos agroambientais. Campinas: Editora IAC, 2006.

ARAÚJO, V. S.; SILVA, M. O.; BRITO, A. S.; SOUSA, I. L.; NUNES, F. C.; SOUZA, J. F. M.; OLIVEIRA, I. V.; SILVA, C. R.; CARVALHO, F. I. M.; SILVA, J. N.; SILVA, V. F. A.; SILVA, P. A. Lodo de esgoto e suas potencialidades agrícolas. Research, Society and Development, v. 11, n. 3, p. e14711326200, 2022. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v11i3.26200.

AYRES, R. M.; MARA, D. D. Analysis of wastewater for use in agriculture: a laboratory manual of parasitological and bacteriological techniques. World Health Organization, 1996.

BACKES, C.; LIMA, C. P.; FERNANDES, D. M.; GODOY, L. J. G.; KIIHL, T. A. M.; VILLAS BÔAS, R. L. Efeito do lodo de esgoto e nitrogênio na nutrição e desenvolvimento inicial da mamoneira. Bioscience Journal, v. 25, n. 1, p. 90-98, 2009.

BARCELOS, M. N. Fontes orgânicas na composição de fertilizantes organominerais peletizados para a cultura do sorgo. 2019. Dissertação (Mestrado em Biocombustíveis) - Instituto de Química. Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019.

BARUFI, M. R. Efeito residual a aplicação de composto de lodo de esgoto no milho segunda safra em solo de cerrado. 2023. Trabalho de conclusão de curso (Engenharia Agrônomica) - Universidade Estadual Paulista (Unesp), Ilha Solteira, 2023.

BITTENCOURT, S.; MATOS, A. T.; SILVA, B. S.; OLIVEIRA, F. C.; CHAMHUM-SILVA, L. A.; MIKI, M. K.; BICO, A. K. Nota Técnica 6 - Uso agrícola de biossólido. In: Coletânea de Notas Técnicas 2: Valoração e gerenciamento dos subprodutos sólidos do tratamento do esgoto. Parte A: Higienização e uso de lodo de esgoto no solo. Cadernos Técnico Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 2, n. 1, 2021.

BORGES, F. O.; FERREIRA, V. O. Planícies de inundação e áreas inundáveis: análise comparativa dos conceitos mediante aplicação nas bacias hidrográficas do Ribeirão Bom Jardim e Rio das Pedras, Triângulo Mineiro. Revista Cerrados (Unimontes), v. 17, n. 1, p. 114-130, 2019. http://dx.doi.org/10.22238/rc2448269220191701114130.

BRASIL. Resolução CONAMA n° 498, de 19 de agosto de 2020. Critérios e procedimentos para produção e aplicação de biossólido em solos. Diário Oficial da União: Brasília, DF, 21 ago. 2020.

BRINGHENTI, J. R.; BOSCOV, M. E. G; PIVELI, R. P.; GUNTHER, W. M. R. Codisposição de lodos de tratamento de esgotos em aterros sanitários Brasileiros: aspectos técnicos e critérios mínimos de aplicação. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 23, p. 891-899, 2018. https://doi.org/10.1590/S1413-41522018124980.

CABREIRA, G. V.; LELES, P. S. S.; ALONSO, J. M.; ABREU, A. H. M.; LOPES, N. F.; SANTOS, G. R. Biossólido como componente de substrato para produção de mudas florestais. Floresta, v. 47, n. 2, p. 165-176, 2017. https://doi.org/10.5380/rf.v47i2.44291.

COMPANHIA AMBIENTAL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Norma Técnica P4.230: aplicação de lodo de sistema de tratamento em áreas agrícolas: critérios para projeto e operação (manual técnico). São Paulo: CETESB, 1999.

COMISSÃO DE FERTILIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais: 5ª aproximação. Viçosa: CFEMG, 1999.

COSTA, T. G. A.; CUNHA, L. M.; IWATA, B. F.; COELHO, J. V.; SANTOS, J. G. P.; CLEMENTINO, G. E. S. Tratamento alcalino de lodo de esgoto no preparo do biossólido como alternativa de adubo orgânico. Multi-Science Journal, v. 1, n. 13, p. 374-377, 2018. https://doi.org/10.33837/msj.v1i13.880.

EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Guia prático para interpretação de resultados de análises de solo. Aracajú: EMBRAPA, 2015.

GUIMARÃES, Y. N.; FERREIRA, N. L.; SOUZA, G. B.; BARROSO, L. L.; SILVA, S. G.; JESUS, E. S.; PEREIRA JÚNIOR, A. Ciclo do nitrogênio em ambientes dulcícolas e as interferências antrópicas. Multidisciplinary Reviews, v. 3, n. 1, p. e2020015. https://doi.org/10.29327/multi.2020015.

GUIMARÃES, R. N.; MATOS, A. T.; CARPANEZ, T. G. Maping of áreas suitable for the application of biosolids in the Quadrilátero Ferrífero region, Minas Gerais, Brazil. REM, International Engineering Journal, v. 75, n. 3, p. 259-266, 2022. https://doi.org/10.1590/0370-44672020750107.

LINS, T.; LIMA, A. Lodo de esgoto como alternativa de fertilização agrícola para o município de Igaci – AL. Pesquisa, Sociedade e Desenvolvimento, v. 8, p. e13511830461, 2022. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i8.30461.

LOBO, F. T.; GRASSI FILHO, H. Níveis de lodo de esgoto na produtividade do girassol. Revista de la Ciencia del Suelo Nutrición Vegetal, v. 7, n. 3, p. 16–25, 2007. https://doi.org/10.4067/S0718-27912007000300002.

MATOS, A. T. Manual de análise de resíduos sólidos e águas residuárias. Viçosa: Editora UFV, 2015.

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Manual de métodos analíticos oficiais para fertilizantes e corretivos. Brasília: MAPA, 2017.

MOREIRA, S. F.; SANTOS, S. D. O.; SARDINHA, A. S.; PEREIRA, A. J. O lodo de ETE como alternativa para a

recuperação do solo em áreas degradadas. Brazilian Applied Science Review, v. 3, n. 3, p.1564-1585, 2019.

NASCIMENTO, A. L; SAMPAIO, R. A.; ZUBA JUNIO, G. R.; FERNANDES, L. A.; CRUZ, S. F. da.; CARNEIRO, J. P.; BARBOSA, C. F.; LIMA, N. N. de. Atributos químicos do solo adubado com lodo de esgoto estabilizado por diferentes processos e cultivado com girassol. Bioscience Journal, v. 30, n. 1, p. 146-153, 2014.

OLIVEIRA, K. M. de. Avaliação química de compostos orgânicos como potenciais condicionadores de solos e substratos de plantas. 2022. 45 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Agronomia) - Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, 2022.

PROGRAMA DE PESQUISAS EM SANEAMENTO BÁSICO. Manual prático para a compostagem de biossólidos. Londrina: PROSAB, 1999.

RAIJ, B. V.; ANDRADE, J. C.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J. A. Análise química para avaliação da fertilidade de solos tropicais. Campinas, Instituto Agronômico, 2001.

REHMAN, R. A.; RIZWAN, M.; QAYYUM, M. F.; ALI, S.; ZIA-UR-REHMAN, M.; ZAFAR-UL-HYE, M.; HAFEEZ, F.; IQBAL, M. F. Efficiency of various sewage sludges and their biochars in improving selected soil properties and growth of wheat (Triticum aestivum). Journal of Environmental Management, v. 223, p. 607-613, 2018. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.06.081.

RODRIGUES, R. E. Cultivares de cana-de-açúcar respondem igualmente à disponibilidade de fósforo? Um ponto de partida para aumento da eficiência no uso desse nutriente. 2023. Tese (Doutorado em Ciências Agrárias – Agronomia) - Instituto Federal Goiano, Rio Verde, 2023.

SILVA, A. E. L.; GARCIA, C. C.; REIS, F. L. Plano de manejo: Parque Natural Municipal Mata do Intelecto. 2009.

UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Method 3051a: microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils, and oils. USA: USEPA, 2007.

Published

2024-12-17

How to Cite

Ribeiro, M. E., Santos, A. E. C. S., Silva , L. de A. C., Almeida, G. H. S., Marques, G. M., & Couto, E. de A. do. (2024). Application of WWTP biosolids in sunflower production for sustainable resource recovery. Revista Em Agronegócio E Meio Ambiente, 17, e12922. https://doi.org/10.17765/2176-9168.2024v17n.Especial.e12922