Cinética de degradação da matéria orgânica de biossólidos após aplicação no solo e relação com a composição química inicial

Abstract

O objetivo deste estudo foi avaliar a degradação de biossólidos após aplicação no solo, relacionando com a composição química inicial da matéria orgânica (MO) desses resíduos. Foram utilizados quatro biossólidos e um composto orgânico à base de lodo de esgoto, provenientes de diferentes sistemas de tratamento de esgotos e/ou estabilização do lodo e/ou condicionamento químico para desidratação e/ou etapa complementar visando à melhor adequação ao uso agrícola. A degradação dos biossólidos foi determinada com quantificação do CO2 emanado a partir de experimento de incubação de misturas de amostras de um Latossolo, com dose dos resíduos correspondente a 40 t ha-1. As taxas de degradação da fração orgânica dos resíduos variaram entre 5% e 22%. De modo geral, a degradação da fração orgânica dos biossólidos foi descrita por equação de cinética química com duas fases: a primeira fase caracterizou-se pela elevada velocidade de degradação de compostos orgânicos presentes em quantidades limitadas, cuja exaustão do substrato ocorreu em poucos dias (2 a 20 dias); a segunda fase caracterizouse pela redução da velocidade da reação de degradação e aumento da quantidade de carbono mineralizado (65% do total de C mineralizado no período). A proteína bruta, expressa como porcentagem do conteúdo orgânico dos resíduos, foi o parâmetro que melhor correlacionou com a taxa de degradação dos biossólidos no fim de 70 dias de incubação (r = 0,999 e Prob. > t inferior a 10-4), sendo promissora sua utilização na previsão da taxa de degradação da MO de biossólidos após aplicação no solo. A participação do compartimento protéico foi crescente com o tempo de incubação, comprovando que no início do período de avaliação outros compostos orgânicos mais lábeis funcionaram como fonte de carbono e de energia para a microbiota edáfica.The aim of this study was to evaluate biosolids degradation after soil application, in relation to the initial organic matter (OM) chemical composition of the residue. Four biosolids and sewage sludge compost differentiated by being originated from different waste systems and/or sludge stabilization process and/or chemical conditioning to dehydration and/or additional treatment to adequate the residue for agricultural application were used. Biosolids degradation was determinated in a experiment done to quantify CO2 emitted from Oxisol samples incubated with biosolids in a dose correspondent to 40 t ha¹. The degradation rates of biosolids organic matter were between 5% - 22%. In general, the biosolids organic matter decomposition was described by a two-stage equation of chemical kinetics: the first stage showed high decomposition velocity and organic compounds exhausted in few days (2 to 20 days); whereas the second stage had a reduced decomposition velocity in comparison to the first phase, and a relative increase of mineralized carbon (³ 65% of total degraded carbon during all incubation period). Gross protein, expressed as organic residue content, was the parameter better correlated with biosolids degradation rate at the end of 70 days of incubation (r = 0.999 e Prob. > t lower than 10-4), its utilization being prospective to biosolids organic matter degradation after addition to soils. Protein pool participation increased with incubation time, indicating that in the beginning of the experiment more labile organic compounds worked as carbon and energy sources for the edafic microbiota.