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microbiologia
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UNIVERSIDADE CATLICA DE PERNAMBUCO PR-REITORIA ACADMICA
COORDENAO GERAL DE PS-GRADUAO MESTRADO EM DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS AMBIENTAIS
MARIA DAS GRAAS CABRAL DE ARAJO
CONTROLE MICROBIOLGICO E ATIVIDADE ENZIMTICA EM COMPOSTAGEM DE RESDUOS DE
PODA DE RVORES E LODO DE ESGOTO
Recife 2011
i
MARIA DAS GRAAS CABRAL DE ARAJO
CONTROLE MICROBIOLGICO E ATIVIDADE ENZIMTICA EM COMPOSTAGEM DE RESDUOS DE
PODA DE RVORES E LODO DE ESGOTO
Dissertao apresentada ao Programa de Ps
Graduao em Desenvolvimento em Processos
Ambientais da Universidade Catlica de Pernambuco
como pr-requisito para obteno do ttulo de Mestre em Desenvolvimento de Processos Ambientais. rea de Concentrao: Desenvolvimento em Processos Ambientais.
Linha de Pesquisa: Biotecnologia e Meio Ambiente.
Orientadora: Prof. Dr. Alexandra Amorim Salgueiro Co-orientadora: Prof. Dr. Clarissa Daisy da Costa Albuquerque
Recife 2011
ii
CONTROLE MICROBIOLGICO E ATIVIDADE ENZIMTICA EM COMPOSTAGEM DE RESDUOS DE
PODA DE RVORES E LODO DE ESGOTO
Maria das Graas Cabral de Arajo
Examinadores:
___________________________________________________ Prof. Dr. Alexandra Amorim Salgueiro (Orientadora) Universidade Catlica de Pernambuco - UNICAP
___________________________________________________ Prof. Dr. Arminda Saconi Messias (titular interno) Universidade Catlica de Pernambuco - UNICAP
___________________________________________________ Prof. Dr. Maria Los ngeles Perez Fernandez Palha (titular externo)
Universidade Federal de Pernambuco - UFPE Defendida em: 25 de maro de 2011 Coordenadora: Prof. Dr. Alexandra Amorim Salgueiro
iii
Dedico a Deus, pela presena constante em minha vida, auxiliando e amparando nessa longa caminhada. Aos meus queridos pais, Joo Cabral (in memorium) e Cosmea Leo, que partiram deixando-nos um testemunho inesquecvel de amor e f e pelo dom da vida. Ao meu irmo Jaime (in memorium) e aos irmos e familiares, em especial professora Alexandra Amorim Salgueiro, pela orientao, confiana e dedicao compartilhada durante todo o Mestrado.
iv
A mente que se abre a uma nova idia jamais voltar ao
seu tamanho original
Albert Einstein
v
AGRADECIMENTOS A Deus, por ter me dado foras, iluminando meu caminho para que pudesse concluir
mais uma etapa da minha vida.
Ao meus pais (in memorium), por ter sido minha estrutura familiar por muitos anos,
que me ensinaram a lutar por idias, atravs do exemplo de vida e de trabalho,
coraes bondosos que dedicaram toda sua vida famlia, por todo o amor que
ambos me dedicaram meu eterno agradecimento.
Aos meus irmos, pelo carinho e ateno que sempre tiveram comigo, e em especial
a minha irm Joslita, que esteve ao meu lado, com quem dividi as minhas
ansiedades e inquietaes apoiando e me fazendo acreditar que nada impossvel, e
que abriu mo de muitas coisas para me proporcionar a realizao desse trabalho.
professora orientadora Dr. Alexandra Salgueiro, pela sua tranqilidade, dedicao
e domnio, um exemplo de profissionalismo e competncia, e sobretudo pela pessoa
humana e maravilhosa que no mediu em nenhum momento esforos para me
auxiliar nessa produo cientfica, pela qual tenho profunda estima e admirao.
minha co-orientadora Prof Dr Clarissa Daisy da Costa Albuquerque, pelo
conhecimento transmitido.
professora Dr Arminda Messias, pelos ensinamentos e conhecimentos transmitidos
durante o Mestrado.
Ao professor Srgio Paiva, pela sua ateno, tranqilidade e disponibilidade nos
auxiliando nos trabalhos de laboratrio, e compartilhando os seus conhecimentos
cientficos para o fazer dessa dissertao.
estagiria Alexciana, pela dedicao e esforos em compartilhar comigo os
trabalhos de laboratrio. E s demais estagirias, Rebeca e Ntalia, que auxiliaram na
realizao desse trabalho.
vi
Ao Colega Francisco Canid de Arajo, que se disponibilizou a colaborar com seu
conhecimento para realizao dos experimentos em campo, dando toda a sua
ateno para que esse experimento fosse bem sucedido.
Ao Instituto Agronmico de Pernambuco - IPA nas pessoas do diretor Presidente Dr.
Jlio Zo de Brito, diretor tcnico Genil Gomes da Silva e gerente administrativo do
Centro de Treinamento do IPA CETREINO, Ulisses Arruda de Melo Cavalcanti
Azedo, pela gentileza do bom acolhimento e por nos ter cedido uma rea para
realizao dos experimentos em campo.
Gerncia da Regional Carpina na pessoa do gerente Claudemir Monteiro de
Vasconcelos e dos supervisores Uzzai Cordeiro Silva e Francisco Canid de Arajo,
pela ateno, pacincia, compreenso, incentivo e apoio nos momentos de incerteza,
meu muito obrigado, pois, a contribuio de vocs foi valiosa na realizao desse
trabalho. Agradeo tambm a Slvio pelo seu interesse e dedicao em colaborar nos
experimentos de campo.
A Companhia Pernambucana de Saneamento COMPESA, por nos ter fornecido o
resduo de lodo de esgoto utilizado na compostagem.
Empresa Municipal de Limpeza Urbanizao EMLURB, por ter colaborado no
fornecimento dos resduos de poda para os experimentos de laboratrio e campo.
Universidade Catlica de Pernambuco - UNICAP, na pessoa do Magnfico Reitor
Prof. Dr. Pe. Pedro Rubens de Oliveira pelo acesso e utilizao das instalaes dos
laboratrios.
toda equipe dos laboratrios de Qumica, pela ateno, acolhimento e colaborao
nos experimentos.
Maria de Ftima Gonalves de Oliveira, pelo apoio tcnico e orientaes durante os
experimentos; que no mediu esforo para colaborar.
vii
Aos professores do curso de Mestrado Desenvolvimento de Processos Ambientais,
pelo apoio e inspirao no amadurecimento dos meus conhecimentos e conceitos que
me levaram execuo e concluso dessa Dissertao.
Aos amigos que fiz durante o curso, pela verdadeira amizade que construmos; em
particular, queles que estavam sempre ao meu lado, Amanda, Jaceline e Cludia.
Dr Eliane Noya, pela colaborao e incentivo.
Por fim, gostaria de agradecer a todos que contriburam direta ou indiretamente para
que esse trabalho fosse realizado, meu eterno AGRADECIMENTO.
Batalhei, insisti e finalmente consegui galgar mais um degrau em minha vida.
viii
SUMRIO LISTA DE FIGURAS .................................................................................................. xi LISTA DE TABELAS ................................................................................................xiii RESUMO................................................................................................................... xv ABSTRACT.............................................................................................................. xvi CAPTULO I........................................................................................................... 171.1 INTRODUO................................................................................................. 171.2 OBJETIVOS..................................................................................................... 191.2.1 Objetivo Geral .............................................................................................. 19
1.2.2 Objetivos especficos ................................................................................... 19
1.3 REVISO DE LITERATURA .......................................................................... 201.3.1 Resduos slidos urbanos ........................................................................... 20
1.3.2 Classificao dos resduos slidos.............................................................. 21
1.3.3 Poltica nacional de resduos slidos.......................................................... 22
1.3.4 Lodo de esgoto ............................................................................................ 23
1.3.4.1 Processo de tratamento de esgoto............................................................. 23
1..3.4.2 Processos de tratamento de lodo de esgoto............................................ 24
1.3.4.3 Caractersticas fsico-qumicas de lodo de esgoto..................................... 25
1.3.4.4 Aplicao de lodo de esgoto .................................................................... 26
1.3.5 Resduos de poda urbana............................................................................ 26
1.3.6 Compostagem............................................................................................... 29
1.3.6.1 Fundamento bsico .................................................................................. 29
1.3.6.2 Compostagem de resduos slidos ......................................................... 30
1.3.6.3 Fases da compostagem............................................................................ 30
1.3.6.4 Biodegradao........................................................................................... 31
1.3.6.5 Fatores que influenciam o processo de compostagem.............................. 35
1.3.6.6 Produto final de compostagem................................................................. 38
1.4 REFERNCIAS................................................................................................ 39CAPTULO II........................................................................................................ 452.1 RESUMO ......................................................................................................... 462.2 INTRODUO ................................................................................................ 47
ix
2.3 MATERIAL E MTODOS................................................................................ 492.3.1. Resduos orgnicos .................................................................................... 49
2.3.2 Preparao das pilhas de compostagem..................................................... 49
2.3.3 Amostragem e extrao ............................................................................... 51
2.3.4 Determinaes fsico-qumicas................................................................... 51
2.3.5 Determinaes microbiolgicas................................................................... 52
2.3.6 Determinao de atividades enzimticas..................................................... 54
2.4 RESULTADOS E DISCUSSO ..................................................................... 552.4.1 Caracterizao dos resduos slidos ......................................................... 55
2.4.2 Compostagem de poda de rvores e lodo de esgoto em laboratrio........ 56
2.4.3 Compostagem de poda de rvores, lodo de esgoto e esterco em campo 69
2.4.4 Caracterizao do produto final.................................................................. 81
2.5 CONCLUSES ............................................................................................... 842.6 REFERNCIAS................................................................................................ 85CAPTULO III ........................................................................................................ 883 CONCLUSES GERAIS ................................................................................... 88
x
LISTA DE FIGURAS
CAPTULO I Figura 1 Fases da compostagem..................................................................... 31 CAPTULO II Figura 1 Pilhas de compostagem em experimento de laboratrio..................... 57Figura 2 Compostagem de poda urbana e lodo de esgoto na proporo 1:1 no tratamento A em laboratrio: (a) no incio do experimento; (b) com 30 dias de
compostagem e (c) com 60 dias.......................................................................... 58
Figura 3 Valores mdios de temperatura e umidade do ambiente durante a compostagem em laboratrio.............................................................................. 59
Figura 4 Temperatura mdia durante a compostagem no tratamento A de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto no topo, centro e base............. 60
Figura 5 Temperatura mdia durante a compostagem no tratamento B de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto no topo, centro e
base...................................................................................................................... 61
Figura 6 Temperatura mdia durante a compostagem no tratamento C de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto no topo, centro e
base...................................................................................................................... 62
Figura 7 Umidade mdia das pilhas de compostagem nos trs tratamentos em laboratrio............................................................................................................ 64
Figura 8 Valores mdios de pH das pillhas de compostagem nos tratamentos em laboratrio...................................................................................................... 65
Figura 09 Compostagem de poda de rvores e lodo de esgoto em campo....... 70Figura 10 Valores mdios de temperatura e umidade do ambiente durante a compostagem em campo.................................................................................... 71
Figura 11 Temperatura mdia das pilhas de compostagem do tratamento I em campo................................................................................................................... 72
Figura 12 Temperatura mdia das pilhas de compostagem do tratamento II em campo.............................................................................................................
73
xi
Figura 13 Temperatura mdia das pilhas de compostagem do tratamento III em campo............................................................................................................. 74
Figura 14 Temperatura mdia das pilhas de compostagem do tratamento IV em campo............................................................................................................ 74
Figura 15 Valores mdios de pH das pilhas de compostagem em campo........ 75Figura 16 Umidade mdia das pilhas de compostagem em campo................... 76Figura 17 Atividades enzimticas positivas em compostagem em laboratrio: (a) celulase; (b) proteases; (c) fenoloxidase e (d) tanase.................................. 80
xii
LISTA DE TABELAS CAPTULO I Tabela 1 Caractersticas fsico-qumicas de lodos de esgoto............................ 25
Tabela 2 Caracterizao de poda urbana.......................................................... 28
CAPTULO II Tabela 1 Tratamentos de compostagem em campo.......................................... 50Tabela 2 Caracterizaes fsico-qumicas e microbiolgicas dos resduos slidos utilizados nas compostagens em laboratrio e campo............................ 56
Tabela 3 Quantidades dos componentes da compostagem em laboratrio ........................................................................................................... 57
Tabela 4 Composio microbiolgica das compostagens de poda urbana e lodo de esgoto (tratamento A) em laboratrio...................................................... 67
Tabela 5 Composio microbiolgica das compostagens de poda urbana e lodo de esgoto na presena de cal (tratamento B) em laboratrio...................... 67
Tabela 6 Composio microbiolgica das compostagens de poda urbana e lodo de esgoto na presena de cal e inculo (tratamento C) em laboratrio....... 68
Tabela 7 Percentuais de atividades enzimticas positivas durante a compostagem de poda urbana e lodo de esgoto em laboratrio......................... 69
Tabela 8 Quantidade em peso seco (kg) dos componentes da compostagem em campo............................................................................................................. 70
Tabela 9 Composio microbiolgica das compostagens de poda de rvores, lodo de esgoto e esterco bovino na presena de cal realizadas em campo
(tratamento I)........................................................................................................ 77
Tabela 10 Composio microbiolgica das compostagens de poda de rvores, lodo de esgoto e esterco bovino realizadas em campo (tratamento
II).......................................................................................................................... 77
Tabela 11 Composio microbiolgica das compostagens de poda de rvores, lodo de esgoto e esterco bovino na presena de cal realizadas em campo
(tratamento III)..................................................................................................... 78
xiii
Tabela 12 Composio microbiolgica das compostagens de poda de rvores, lodo de esgoto e esterco bovino realizadas em campo (tratamento
IV)....................................................................................................................... 78
Tabela 13 Caracterizao dos hmus obtidos nas compostagens de poda de rvores e lodo de esgoto em laboratrio (tratamentos A, B e C) e em campo
(tratamentos I, II, III e IV)..................................................................................... 82
xiv
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi reaproveitar poda de rvores urbanas e lodo de
esgoto para compostagem. Foi investigada a adio de cal hidratada e de inculos
em compostagem em laboratrio e em campo (esterco bovino). O contedo
microbiolgico, atividades enzimticas, temperatura, pH e concentraes de carbono
e nitrognio foram determinados. A contagem padro de bactrias e os fungos
(leveduras e fungos filamentosos) atingiram valores mximos na faixa de 1012 e de
108 UFC/mL, respectivamente. A calagem inibiu os coliformes totais e
termotolerantes, alm das Salmonellas e das quatro enzimas investigadas quando
foram utilizados cal e lodo de esgoto na proporo 1:1. Na compostagem em campo,
a massa no foi sanitizada, tendo sido utilizado 25 % p/p de cal em relao ao lodo
de esgoto; a fase termfila ocorreu durante um pequeno perodo. As atividades das
celulases, proteases, fenoloxidases e tanases atingiram os maiores percentuais na
fase ativa de degradao dos resduos. A umidade da compostagem em campo
variou entre 55 a 65 %. Durante as compostagens submetidas calagem, o pH
atingiu valores alcalinos enquanto nos demais tratamentos, esse parmetro foi em
torno da neutralidade. O hmus obtido apresentou a relao carbono:nitrognio
entre 9:1 e 16:1 com 60 dias de compostagem. A granulometria da poda urbana, o
volume dos resduos em tratamentos de laboratrio e a presena da cal
influenciaram a compostagem. Poda de rvores e lodo de esgoto podem ser
reaproveitados por tratamento de compostagem para produo de hmus cujo
produto final pode ser utilizado na recomposio de solo.
Palavras-chaves: resduos slidos, poda de rvores, lodo de esgoto, biodegradao, microbiologia, enzimas, hmus.
xv
xvi
ABSTRACT
The objective of this work was to reuse the urban tree pruning and sewage
sludge for composting. The addition of slaked lime and inocula to compost, both in
laboratory and in the field, was investigated. The microbiological content, enzyme
activities, temperature, pH and concentrations of carbon and nitrogen were
determined. The standard counting of bacteria and fungi (yeasts and filamentous
fungi) reached maximum values in the range of 1012 and 108 CFU/mL, respectively.
Liming inhibited the total coliforms and fecal coliforms. In addition, Salmonellas and
the four enzymes investigated were also inhibited when a 1:1 slaked lime to sewage
sludge ratio was used. In the experiments in the field, the mass was not sanitized
and was used slaked lime at 25 % w/w in relation to sewage sludge; the thermophilic
phase occurred in a short period. The activities of cellulases, proteases,
phenoloxidases and tannases reached the highest percentage in the active phase of
waste degradation. The moisture in the composting field ranged from 55 to 65%.
During the composting in the presence of slaked lime, pH reached alkaline values
while in other treatments, pH was around neutrality. The final product showed a
carbon: nitrogen ratio between 9 and 16 after 60 days of composting. The particle
size of the urban pruning, the volume of waste in laboratory treatments and the
presence of slaked lime influenced composting. The urban tree pruning and sewage
sludge can be reused after the composting treatment for humus production, whose
final product can be used in the recovery of soil.
Key-words: solid waste, tree pruning, sewage sludge, biodegradation, microbiology,
enzymes, humus.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
17
CAPTULO I
1.1 INTRODUO
A saturao do ambiente com resduos oriundos de processos produtivos e
de consumo superam a capacidade de assimilao dos ecossistemas e
desencadeiam uma crise ecolgica de deteriorizao ambiental (LIMA,
FIGUEIREDO, 2006). A disposio no ambiente de resduos slidos vem sendo
responsvel por impactos deletrios ao homem e aos ecossistemas, sendo um dos
mais srios problemas ambientais no meio urbano, por ser crescente, diversificado e
constante (BARATTA-JNIOR, 2007).
A produo de resduos vem crescendo de forma acentuada, sobretudo em
pases em desenvolvimento, pelo aumento do consumo e pela falta de polticas de
saneamento bsico e de processamento de resduos. A disposio de resduos
slidos tem sido responsvel pela contaminao do solo e das guas superficiais e
subterrneas (RIBEIRO, MORIELLI, 2009).
Em 2007, de acordo com pesquisas realizadas pela Associao Brasileira de
Limpeza Pblica e Resduos Especiais (ABRELPE), foram gerados cerca de 174,4
milhes de toneladas de resduos slidos no Brasil. Os resduos urbanos atingiram o
percentual de 35 %, totalizando 61,5 milhes de toneladas, dentre todos os outros
resduos provenientes da sade, indstria, construo civil (RIBEIRO, MORIELLI,
2009). A quantidade de resduos no Nordeste atingiu 13.343 t/dia, gerando uma
mdia de 1.106 kg/habitantes/dia. Recife coletou 1.824 t/dia de resduos slidos
urbanos (1,20 kg/hab/dia); 29,62 % desse resduo foram coletados e descartados
em lixes a cu aberto; 31,8 %, destinados a aterros controlados e 38,6 %, em
aterros sanitrios (ABRELPE, 2007).
A constante preocupao com os problemas de poluio do ambiente,
associada escassez de recursos naturais impe alternativas para os resduos
slidos. Uma proposta a estabilizao desses resduos atravs de processos
biolgicos controlados, aerbios, caracterizados pela ao de micro-organismos do
solo, que realizam metabolismos complexos de natureza bioqumica, principalmente
por reaes de oxidao e de hidrlise em presena de oxignio (BIDONE, 2001).
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
18
Considerando que a quantidade de resduos slidos aumenta com o
crescimento da populao e com o desenvolvimento tecnolgico, urge o incentivo a
investigaes cientficas sobre seu destino final mais adequado. Dentre os resduos
orgnicos gerados em grandes quantidades nas cidades mais populosas e que no
tm sido gerenciados eficazmente e, por conseguinte, constituem um dos grandes
problemas, ressalta-se o lodo de esgoto e a poda de rvores que neste trabalho,
foram submetidos a tratamento de compostagem, visando diminuir impactos
ambientais.
Essa dissertao est apresentada em trs captulos; o primeiro captulo
apresenta a introduo, os objetivos e a reviso de literatura pertinente com as
respectivas referncias; o captulo seguinte apresenta um manuscrito a ser
submetido a uma revista cientfica e o terceiro captulo, as concluses gerais.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
19
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo geral
Investigar o comportamento microbiolgico e a atividade enzimtica na
compostagem de resduos de poda urbana e lodo da estao de tratamento de
esgoto.
1.2.2 Objetivos especficos
Selecionar e triturar os resduos orgnicos a compostar; realizar compostagem com resduos de poda de rvores urbanas na presena
de lodo da estao de tratamento de esgoto e de esterco bovino;
determinar o contedo microbiolgico durante a compostagem; determinar atividade enzimtica hidroltica durante a compostagem; investigar parmetros fsico-qumicos durante a compostagem; caracterizar o produto final (hmus).
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
20
1.3 REVISO DE LITERATURA
1.3.1 Resduos slidos urbanos
A elevada demanda por produtos industrializados e agrcolas, somando ao
desordenado crescimento populacional, tem levado a um dos principais problemas
que a humanidade est enfrentando: o descarte dos resduos de forma inadequada.
A palavra resduo de origem latina, residuum, significa ficar assentado no fundo de,
segundo Buenos (1988, apud BIDONE, 2001); na conotao atual do termo,
abrange restos, sobras, borras, sedimentos.
A populao mundial est frente a um grande problema de disposio de
resduos, particularmente em reas de crescimento urbano. O problema est
relacionado ao simples fato que as reas urbanas esto produzindo muitos resduos
e h pouco espao para sua disposio. Os resduos produzidos pela sociedade
devido industrializao e urbanizao tm crescido de forma exponencial e,
consequentemente, resulta em problemas na rea de gesto de resduo. Durante o
primeiro sculo da revoluo industrial, o volume de produo de resduo era
relativamente pequeno e o conceito de diluir e dispensar foi adequado. reas
industriais e urbanas se expandiram e esse conceito tornou-se insuficiente; um novo
conceito conhecido como concentrar e conter tornou-se popular. A recuperao de
recursos onde os resduos podem ser convertidos em materiais teis tem favorecido
a utilizao de tecnologia limpa e o desenvolvimento sustentvel (KELLER, 2000).
Os diversos resduos gerados nos centros urbanos, s vezes so
acumulados no ambiente sem o adequado tratamento ou utilizao que possibilite
sua reciclagem. O tratamento de efluentes urbanos e industriais resulta um resduo
slido denominado lodo de esgoto que necessita de um destino adequado. Esse
resduo pode ser aproveitado na agricultura em ambiente florestal. O uso como
adubo orgnico a alternativa mais promissora para esse resduo. Entretanto, ao
ser aplicado como fertilizante em solos agrcolas necessrio o conhecimento de
sua composio (CAMPOS, 2006).
Segundo as Normas Brasileiras de Resduos - NBR, especificamente a NBR
no 10.004 (1987), resduos slidos so aqueles resduos que se encontram nos
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
21
estados slido e semi-slido, e resultam de atividades de comunidade de origem
industrial, domstica, hospitalar, comercial, agrcola, de servios e de varrio.
Ficam includos nesta definio, os lodos provenientes de sistemas de tratamento de
gua, aqueles gerados em equipamentos e instalaes de controle de poluio, bem
como determinados lquidos cujas particularidades tornem invivel seu lanamento
na rede pblica de esgoto ou corpos dgua, ou exijam para isso solues tcnicas e
economicamente inviveis em face melhor tecnologia disponvel.
Os problemas ambientais, sociais e econmicos gerados pela produo de
resduos na sociedade moderna no se caracterizam apenas pela inadequada
disposio no meio ambiente, mas tambm, pela indisponibilidade de reas para
dispor estes resduos que, nos grandes centros urbanos, atingem grandes volumes.
Os pases desenvolvidos encontram problemas para selecionar reas que atendam
suas necessidades; os pases em desenvolvimento defrontam-se com carncias
tecnolgicas, falta de critrio e de controle na disposio final dos resduos, segundo
Ramos (2004, apud BRUNI, 2005).
Dentre as alternativas de destino final dos resduos slidos, destacam-
se: aterros sanitrios, incinerao, reaproveitamento, reciclagem e compostagem. O
aterro sanitrio a soluo mais adotada, devido ao menor custo de investimento
em relao incinerao. Tm-se buscado alternativas de reaproveitamento e
reciclagem dos resduos slidos urbanos. A trade: reduo, reutilizao e
reciclagem representam a moderna viso na direo da diminuio da quantidade
de resduos slidos gerados e de seu potencial poluidor (BIDONE, 2001).
1.3.2 Classificao dos resduos slidos
A lei no 12.305 classificou os resduos slidos quanto origem,
exemplificando resduos slidos urbanos onde se enquadram as poda de rvores;
resduos de servios pblicos de saneamento bsico que abrange o lodo de estao
de tratamento de esgoto, dentre outros; e quanto periculosidade em resduos
perigosos e no perigosos (BRASIL, 2010). Enquanto os resduos de poda urbana
no apresentam nenhum efeito prejudicial sade ou ao meio ambiente, o lodo de
esgoto apresenta caractersticas patognicas.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
22
1.3.3 Poltica nacional de resduos slidos
A disposio e destinao de resduos e rejeitos foram aprovadas na Lei
n 12.305 (BRASIL, 2010) que instituiu a Poltica Nacional de Resduos Slidos.
O Captulo I, art.9, dispe que na gesto e gerenciamento de resduos
slidos, deve ser observada a seguinte ordem de prioridade: no gerao, reduo,
reutilizao, reciclagem, tratamento dos resduos slidos e disposio final
ambientalmente adequada dos rejeitos (BRASIL, 2010).
De acordo com o Captulo II, Art. 3, define-se: XIV Reciclagem: processo de transformao dos resduos slidos que envolvem a alterao de suas propriedades fsicas, fsico-qumicas ou biolgicas, com vistas transformao em insumos ou novos produtos, observadas as condies e os padres estabelecidos pelos rgos competentes do Sistema Nacional do Meio Ambiente (Sisnama) e, se couber, do Sistema Nacional de Vigilncia Sanitria (SNVS), e do Sistema Unificado de Ateno Sanidade Agropecuria (Suasa). XV Rejeitos: resduos slidos que, depois de esgotadas todas as possibilidades de tratamento e recuperao por processos tecnolgicos disponveis e economicamente viveis, no apresentem outra possibilidade que no a disposio final ambientalmente adequada. XVI Resduos slidos: material, substncia, objeto ou bem descartado resultante de atividades humanas em sociedade, a cuja destinao final se procede, se prope proceder ou se est obrigado a proceder, nos estados slidos ou semisslidos, bem como gases contidos em recipientes e lquidos cujas particularidades tornem invivel o seu lanamento na rede pblica e esgoto ou em corpo dgua ou exijam para isso solues tcnicas ou economicamente inviveis em face da melhor tecnologia disponvel. VII - Destinao final ambientalmente adequada: destinao de resduos que inclui a reutilizao, a reciclagem, a compostagem, a recuperao e o aproveitamento energtico ou outras destinaes admitidas pelos rgos competentes do Sisnama, do SNVS e do Suasa, entre elas, a disposio final, observando normas operacionais especficas de modo a evitar danos ou riscos sade pblica e segurana e a minimizar os impactos ambientais adversos. VIII Disposio final ambientalmente adequada: distribuio ordenada de rejeitos em aterros, observando normas operacionais especficas de modo a evitar danos ou riscos sade pblica e segurana e a minimizar os impactos ambientais adversos.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
23
1.3.4 Lodo de esgoto O lodo de esgoto um resduo slido de composio varivel, rico em matria orgnica, que separado da fase lquida nos processos de tratamento de esgoto
atravs da decantao ou da flotao em sistemas aerados (FERNANDES, SILVA,
1999).
O lodo gerado nas estaes de tratamento de esgoto um subproduto de
disposio final onerosa e problemtica. Com o crescimento da populao, os
sistemas de coleta e tratamento de esgoto aumentaram e, consequentemente,
ocorreu maior produo de lodo de esgoto. Mais de 90 % do lodo produzido no
mundo tem sua disposio final pelos processos de: incinerao, disposio em
aterros sanitrios e uso agrcola. A produo de lodo no Brasil est estimada entre
150 mil e 220 mil toneladas de matria seca por ano devido aos baixos ndices de
coletas e tratamento de esgoto, existentes no pas. Em 2001, a populao brasileira
estimada em 116 milhes de habitantes, produziu 32 milhes de esgoto coletado, o
qual se fosse integralmente tratado, acarretaria uma produo de 325 mil a 473 mil
toneladas por ano de lodo (ANDREOLI, PINTO, 2001).
Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica, de todo o esgoto
recolhido no Brasil, apenas 35 % tratado (IBGE, 2000). De acordo com o censo
demogrfico, os locais onde os distritos despejam o esgoto que no coletado so:
rio, 83 %; lago ou lagoa; 5 %; mar, 1 %; outros, 11 %. O destino final dos resduos
produzidos nos sistemas de tratamento de gua e esgotos uma preocupao
mundial (ANDREOLI, 2006).
O lodo de esgoto obtido nas estaes de tratamento a partir do resduo
lquido urbano que provm de reas domiciliares e industriais; formado por matria
orgnica e inorgnica, originadas por diferentes processos nas estaes de
tratamento (KIEHL, 1985).
1.3.4.1 Processo de tratamento de esgoto
O tratamento do esgoto processa-se atravs de fenmenos fsicos, qumicos e biolgicos. normalmente aplicado um mtodo biolgico para estabilizar os lodos
gerados na estao de tratamento de esgoto. O tratamento pode abranger nveis
tecnicamente diferentes, denominados de tratamento preliminar, primrio,
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
24
secundrio ou tercirio. O tratamento preliminar tem a finalidade de remover por
ao fsica o material grosseiro e as partculas maiores em suspenso, sendo o lodo
denominado de digerido. O tratamento primrio inclui alm do tratamento preliminar,
a remoo, por ao fsica, de partculas em suspenso no esgoto atravs da
passagem da fase lquida, em baixa velocidade, em decantador. O tratamento
secundrio um processo biolgico de tratamento que depende de sua modalidade,
podendo atuar sobre efluente primrio, preliminar ou at sobre esgoto bruto livre de
material grosseiro. O mecanismo do processo biolgico para remoo do material
orgnico por metabolismo microbiano, sendo o lodo denominado de lodo ativado
(FERNANDES, SILVA, 1999; KIEHL,1985).
1.3.4.2 Processos de tratamento de lodo de esgoto
Os processos de tratamento de lodo de esgoto visam reduzir o teor de
material orgnico biodegradvel, a concentrao de organismos patognicos e o
teor de gua para obter um material slido e estvel, que no constitua perigo para a
sade e possa ser manipulado e transportado com facilidade e a baixo custo
(FERNANDES, SILVA, 1999). As alternativas para reduzir a gua em lodo de esgoto so por desaguamento
ou secagem natural. importante reduzir o teor de gua no lodo, pois a massa de
gua dificulta o manuseio, aumenta os custos de transporte e disposio final, alm
de favorecer o desenvolvimento de micro-organismos patgenos. Na prtica,
possvel reduzir a umidade a menos de 10 % (PEDROZA et al., 2006).
O desaguamento mecnico utilizado em processos fsicos como filtrao ou
centrifugao, tendo o produto final teor de slidos na faixa de 15 a 35 %. Essa
tcnica tem a desvantagem de um custo operacional elevado. A remoo de gua
pode ocorrer pelo mecanismo de percolao que cessa quando o lodo atinge a
umidade de 80 %; sendo um mtodo simples, com custo de instalao e de
operao baixo. A secagem natural utilizada em leito de secagem funciona como
filtros granulares de bateladas de lodo, quando a gua evapora por ao do calor do
sol. Em climas tropicais quentes, essa tcnica muito utilizada. Os leitos de
secagem foram as primeiras unidades tcnicas a serem empregadas para produzir
lodo seco (PEDROZA et al., 2006).
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
25
1.3.4.3 Caractersticas fsico-qumicas de lodo de esgoto
Segundo Fia et al. (2005), em funo da origem e do processo de obteno, o lodo de esgoto apresenta uma composio varivel, sendo um material rico em
matria orgnica (40 a 60 %) e em alguns micronutrientes. Um lodo de esgoto tpico
apresenta 40 % de matria orgnica, 4 % de nitrognio, 2 % de fsforo e 0,4 % de
potssio.
A tabela 1 ilustra a composio qumica de lodos provenientes de estaes de
tratamento de esgoto originados da Empresa de Saneamento do Estado de So
Paulo (SABESP) e da Empresa de Saneamento do Estado do Paran (SANEPAR).
Os lodos de esgotos apresentam a relao C: N variando entre 5:1 e 6:1. Dentre os
diversos elementos, ressalta-se a presena de potssio variando entre 0,63 e
1,5 g/kg e de fsforo cujo valor mnimo determinado foi 2,9 g/kg e o valor mximo,
10,6 g/kg. A presena desses elementos qumicos, alm do nitrognio so
fundamentais para as plantas e, consequentemente, devem estar presentes nos
fertilizantes (PROSAB, 1996).
Tabela 1 Caractersticas fsico-qumicas de lodos de esgoto
Parmetros Lodo A Lodo B Lodo C
pH - - 7,0
Slidos (g/kg) - - 13
Carbono (g/kg) 390 321 32
Nitrognio (g/kg) 79,1 49,1 6
C/N 5:1 6:1 5:1
Potssio (g/kg) 0,63 1,5 -
Fsforo (g/kg) 10,6 3,7 2,9
Clcio (g/kg) 22,1 15,9 -
Magnsio (g/kg) 2,1 6,0 -
Cobre (mg/kg) 98 439 -
Ferro (mg/kg) 42.224 - -
Mangans (mg/kg) 212 - -
Zinco (mg/kg) 1.868 824 -
Boro (mg/kg) 118 - -
Molibdnio (mg/kg) 9,2 - -
Fonte: Lodo A = SABESP, So Paulo; Lodo B = SANEPAR, Curitiba; Lodo C = ETE de lodo ativado (PROSAB, 1996)
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
26
1.3.4.4 Aplicao de lodo de esgoto
O lodo de esgoto e o lodo de estaes de tratamento de gua, aps secagem
e higienizao submetida ao processo de compostagem na presena de outras
matrias orgnicas, reduzem os custos com compras de fertilizantes qumicos na
formulao de substratos para produo de mudas. Essa estratgia de
reaproveitamento dos resduos do saneamento econmica e benfica para o
desenvolvimento da planta (ANDREOLI et al., 2006).
No Brasil, o uso agrcola de lodo de esgoto, ainda no est amplamente
difundido; entretanto, j faz parte de programas nacionais de controle de impactos
ambientais citado por Pires (2005, apud BARBOZA, 2007).
O uso do lodo de esgoto como adubo orgnico na recuperao de solos
degradados considerada uma alternativa promissora de disposio final desse
resduo. Por ser rico em matria orgnica e nutrientes para as plantas,
recomendada sua aplicao como condicionador e ou fertilizante dos solos. A
aplicao do lodo de esgoto em solos agrcolas tem como principais benefcios a
incorporao dos macronutrientes nitrognio e fsforo e dos micronutrientes, zinco e
cobre (CAMPOS, ALVES, 2008).
A escolha de alternativas de disposio final adequada de lodo de esgoto
recai em fatores econmicos. necessria uma anlise ambiental criteriosa para
uma alternativa tcnica adequada e economicamente vivel. A disposio final do
lodo em aterros sanitrios pode representar 50 % do custo operacional de uma ETE.
A incinerao tem custos elevados de implantao e de quantidade de energia. Na
reciclagem agrcola, o lodo de esgoto vem sendo bastante utilizado, sendo o valor
do produto final influenciado pelo transporte no custo final de destinao (Pires,
2006, apud ANDREOLI et al., 2006).
1.3.5 Resduos de poda urbana As rvores so essenciais ao equilbrio do ambiente. Elas influenciam diretamente o clima da regio, a quantidade de gua e a qualidade do ar. A forma e
o aspecto das rvores resultam principalmente da forma da copa, que por sua vez
depende da distribuio das ramificaes. A dinmica do desenvolvimento urbano
resulta na execuo de podas que modifica o crescimento livre das rvores em
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
27
parques, ruas e jardins de pequenas reas. Na poda, h eliminao seletiva de
ramos com a finalidade de atingir objetivos previamente definidos. A poda em
rvores urbanas uma prtica permanente que visa garantir um conjunto de rvores
vitais, seguras e de aspectos visual agradvel (FABIO, 2006).
O desmatamento ocasionado pela construo civil e pelo desenvolvimento
industrial gera grande parte de resduos de poda e de remoo de rvores na
arborizao pblica. Devido prpria natureza do espao urbano, as rvores
sempre apresentaro necessidade de adequao ao meio ambiente. A arborizao
urbana por mais planejada e criteriosa que seja necessita da tcnica de poda para
que a vegetao possa ter seu ciclo de vida resistente s intempries.
Os resduos slidos, resultantes da poda, geram um volume considervel de
material vegetal que podem ser aproveitados das mais diversas formas: lenha,
carvo, madeira para a fabricao de mveis rsticos, artesanatos, em caldeiras
como fonte de energia trmica e outros, gerando benefcios ambientais e sociais. Os
galhos mais finos inservveis para lenha, carvo ou finalidade mais nobre que
correspondem a 60 % do volume total como tambm as folhas podero ser
compostadas e utilizadas como adubo orgnico (BARATTA-JNIOR, 2007).
Os resduos de poda de rvores so classificados quanto origem, como
resduos de limpeza urbana (BRASIL, 2010); no so perigosos, no causam
impactos nem riscos sade e ao meio ambiente. Segundo normais oficiais, esse
resduo est enquadrado na Classe II B no perigoso, inerte (NBR, 2004). Mesmo
assim, as disposies desses resduos em locais abertos como lixes ou aterros
sanitrios podem provocar problemas, quando misturados com resduos pr-
existentes, que podem conter substncias perigosas e materiais biolgicos
biodegradveis, que interagem qumica e biologicamente, causando impactos sobre
a qualidade do ar, do solo e da gua. A falta de locais adequados para disposio dos resduos provenientes da
poda de rvores e dos resduos slidos em geral, alm de tcnicas cada vez mais
onerosas para o seu tratamento, so problemas enfrentados pela civilizao
contempornea (CORTEZ, 2008).
A compostagem da poda urbana contribui na diminuio dos danos causados
pela disposio desordenada dos mesmos, reduzindo a presso sobre os recursos
naturais, possibilitando a produo de composto, para uso em reas agrcolas,
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
28
produo de mudas e paisagismo, bem como a minimizao da quantidade de
resduos slidos a ser disposto (BARATTA-JNIOR, 2007).
Pelo processo de expanso demogrfica, grandes quantidades de rvores
so eliminadas, alm do processo de poda, quando galhos e folhas so cortados,
tcnica necessria para a vida das plantas. Em Recife, mais de trs mil toneladas de
resduos de podas so despejados nos aterros todos os meses. Desse total, apenas
cerca de 13 % so aproveitados na venda de lenha e o restante queimado ou
aterrado (EMLURB, 2004).
Na tabela 2 so apresentados os resultados de determinaes qumicas de
poda urbana. Observa-se a presena de carbono orgnico igual a 22,9 % e
nitrognio, 1,53 %, resultando numa relao C;N de 15:1. Considerando o valor
dessa relao e a presena de fsforo e potssio, alm de diversos outros
elementos qumicos, esse resduo pode ser reaproveitado em compostagem.
Tabela 2 Caracterizao de poda urbana
Parmetros Valor
pH 8,07 Carbono orgnico (%) 22,9
Nitrognio (%) 1,53 Relao C/N 15/1 Fsforo (mg/dm) 373 Potssio (mol/dm) 23,9 Clcio (mol/dm) 35,1
Magnsio (mol/dm) 16 Sdio (mol/dm) 3,9 Ferro total (mg/kg) 3.718,75 Crmio total (mg/kg) 25 Chumbo (mg/kg) < 0,05 Zinco (mg/kg) 75 Cdmio (mg/kg) 0 Cobre (mg/kg) 25 Nquel (mg/kg) 50
Fonte: Baratta-Jnior (2007)
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
29
1.3.6 Compostagem
A compostagem um mtodo ambientalmente correto e seguro para
reciclagem e reutilizao de resduos slidos orgnicos. De acordo com a Lei no
14.236 (PERNAMBUCO, 2010), nos tratamentos de resduos por compostagem, as
caractersticas fsicas, fsico-qumicas, qumicas e ou biolgicas so alteradas em
processos e procedimentos, visando obter um material estvel num menor espao
de tempo.
1.3.6.1 Fundamento bsico da compostagem A compostagem praticada desde a antiguidade, porm, de forma emprica,
at recentemente. O processo passou a ser pesquisado cientificamente e realizado
de forma racional, onde resduos orgnicos so retornados ao solo, contribuindo
para sua fertilidade. Essa tcnica est sendo bastante difundida.
A compostagem definida como um processo biolgico aerbio e controlado,
onde h transformao de resduos orgnicos em resduos estabilizados, com
propriedades e caractersticas diferentes do material que lhe deu origem (BIDONE,
2001). Segundo Kiehl (1985), a compostagem um processo biolgico de
transformao da matria orgnica crua em substncias estabilizadas (hmus), com
propriedades diferentes do material de origem. Pereira-Neto (2010) define
compostagem como um processo biolgico aerbio, utilizado no tratamento e na
estabilizao de resduos orgnicos para a produo de hmus.
A base da compostagem a biodegradao dos resduos orgnicos que se
decompem naturalmente por populao diversificada de micro-organismos,
transformando os resduos em outro tipo de matria orgnica; esse processo
desenvolvido em duas etapas distintas, degradao ativa e maturao. Esse
processo pode ser acelerado por adio de resduos ricos em consrcios
microbianos, em condies controladas de aerobiose e demais parmetros
(MORENO et al., 2008). A biodegradao controlada dos resduos orgnicos uma
medida necessria para viabilizar o potencial de fertilizao da frao orgnica e
evitar os fatores adversos causados pela degradao descontrolada no meio
ambiente (PEREIRA-NETO, 2010).
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
30
1.3.6.2 Compostagem de resduos slidos Segundo Pereira-Neto (1996, apud LEITO et al., 2007), em um pas com as
caractersticas do Brasil, a compostagem, reveste-se de grande importncia e
necessidade por atender a vrios objetivos: sanitrios, sociais e agrcola. Muitas
pesquisas nessa rea vm desenvolvendo-se, visando desenvolver um sistema
prtico operacional que oferea um composto eficiente, com baixo custo de
produo (LEITO et al., 2007).
A compostagem bem conduzida destri ovos, larvas e micro-organismos
patognicos existentes no lodo de esgoto desde que a temperatura elevada
permanea por longo perodo (KIEHL, 1985).
1.3.6.3 Fases da compostagem A compostagem um processo resultante da decomposio microbiana por
oxidao da massa heterognea de matria orgnica no estado slido sob condio
de umidade controlada, citado por Kiehl (2002, apud SILVA, EIGENHECER,
RODRIGUES, 2009). As diversas transformaes sofridas por esses substratos
orgnicos atravs da ao de diferentes micro-organismos alm da taxa e da
extenso dessas transformaes, depende no s do material inicial, mas tambm
das condies durante a compostagem.
Nesse processo, podem-se distinguir trs fases. A fase mesfila
caracterizada pelo crescimento e multiplicao intensa dos micro-organismos com
aumento de temperatura onde ocorrem reaes qumicas de oxidao; essa fase
pode durar cerca de 30 dias (PEREIRA-NETO, 2010).
Em seguida, ocorre a fase termfila com elevadas taxas de consumo de
oxignio e de reduo de matria orgnica; a temperatura pode atingir 50 a 70 C.
a fase de semicura ou bioestabilizao com durao de at 30 dias, perodo em que
o composto deixa de ser txico. Na terceira fase, tambm de durao mdia de 30
dias, ocorre a cura, maturao ou humificao, seguida de mineralizao.
Caracteriza-se pela diminuio da temperatura e das taxas de consumo de oxignio
(BIDONE, 2001).
A figura 1 apresenta as fases da compostagem em relao curva padro de
temperatura durante o processo.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
31
Fonte: Kiehl (2002, apud SILVA et al., 2009) Figura 1 Fases da compostagem
1.3.6.4 Biodegradao A biodegrao a transformao dos compostos qumicos pela ao dos
organismos vivos; um dos principais processos que determina o destino de
compostos orgnicos em ambientes aqutico e terrestre. Nesse processo, h
transformaes por organismos superiores e micro-organismos.
Os micro-organismos ocupam os mais diferentes nichos da biosfera, sendo
encontrados em praticamente todos os ambientes terrestres. A maior biomassa viva
no planeta formada por comunidades microbianas, sendo responsveis por
processos essenciais para manter a vida nas condies ambientais atuais. De todos
os organismos vivos, os micro-organismos so os mais versteis e diversificados em
suas exigncias nutricionais porque nem sempre requerem certos tipos de
compostos complexos contendo carbono como nutriente (ANDREOTE, 2008).
Nos ciclos bioqumicos, a transformao microbiana a mais importante e,
possivelmente, o nico processo significativo em que pode decompor estruturas
orgnicas complexas em substncias qumicas de valor ambiental. Uma
caracterstica-chave dos micro-organismos corresponde sua capacidade de
realizar reaes qumicas, degradando molculas maiores em menores, alm de
sintetizar molculas com estruturas especficas (SCHLEGEL, 1993).
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
32
Micro-organismos A matria orgnica seja coloidal ou slida no processo de compostagem
degradada por micro-organismos que se utilizam da ao de diversas enzimas para
o crescimento microbiano. A cintica de transformao das substncias contidas nos
resduos deve ser determinada a fim de avaliar a extenso e o perodo de
degradao. Vrios mtodos tm sido desenvolvidos para simular transformao de
compostos orgnicos em ambientes diversos.
Os fungos filamentosos em geral crescem em meio cido e tm so
caracterizados por apresentarem funo hidroltica, secretando enzimas que
quebram a matria orgnica em molculas menores na presena da gua. Esses
micro-organismos so seres eucariticos, unicelulares ou multicelulares.
Obrigatoriamente so micro-organismos aerbios que preferem meios mais cidos,
embora desenvolvam atividades em meio alcalino (ESPOLITO, AZEVEDO, 2004).
So bastante atuantes na faixa termoflica da compostagem pela degradao de
compostos carbonceos (celulose e lignina), atuando tambm na fixao de
nitrognio e na formao de hmus (PEREIRA- NETO, 2010).
As bactrias mesoflicas dominam as fases iniciais do processo de
compostagem, sendo substitudas por bactrias termoflicas medida que a
temperatura aumenta para valores superiores a 40 C. Para preservar a boa
atividade dessas, ao final do processo no se deve efetuar revolvimento, pois
levariam as camadas mais ricas em fungos e actinomicetos para o interior da pilha.
As bactrias desempenham seu papel na fase termfila, decompondo acares,
protenas e outros compostos orgnicos de fcil digesto, aumentam a
disponibilidade de nutrientes, agregam partculas ao solo e fixam nitrognio
(BIDONE, 2001).
Os actinomicetos constituem uma classe de micro-organismos muito
heterognea. So bactrias que apresentam algumas caractersticas de fungos,
decompem materiais que outros micro-organismos no degradam e tm habilidade
para se reproduzirem em ambientes com baixo teor de umidade e elevadas
temperaturas (HERBETS, 2005). So capazes de degradar grande variedade de
substratos como cidos orgnicos, acares, protenas, alm de ligninas e ainda
produzem enzimas que podem degradar o material constituinte de outras bactrias.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
33
Atuam geralmente, na fase final do processo de compostagem (PEREIRA-NETO,
2010).
Os actinomicetos, denominados de actinobactrias, participam da dinmica de
microambientes onde o fluxo de carbono e outros nutrientes constituem fatores
determinantes para o funcionamento segundo Kennedy e Smith et al. (1995, apud
ARAJO, CALAZANS, MELO, 2008). A maioria das actinobactrias so saprofticas,
ocorre em vrios ecossistemas, como o solo e tm a funo de degradar matria
orgnica para sua nutrio. Atuam no meio em compostagem quando escasseiam
outras bactrias e fungos, fixando nitrognio e decompondo adubao verde em
elevada temperatura.
Enzimas
As enzimas so macromolculas predominantemente protica,
imprescindveis a qualquer sistema vivo, pois aceleram as reaes qumicas que
mantm e regulam os processos vitais. Esses catalisadores esto presentes em
todos os seres vivos, dos quais podem ser extrados e aplicados livres ou
imobilizados, em sistemas diferentes daqueles que as originou. Umas das principais
caractersticas das enzimas sua especificidade sobre o substrato (SAID, PIETRO,
2004).
A velocidade de reao das enzimas depende do pH, fora inica do meio,
temperatura e presena ou ausncia de inibidores. As enzimas se desestruturam em
elevadas temperaturas e valores extremos de pH. Em reaes catalisadas por
enzimas, a velocidade acelerada pelo aumento da temperatura at atingir uma
temperatura tima. Apesar de algumas enzimas tolerar a grandes mudanas de pH,
a maioria delas so ativas somente em intervalos muito restritos. Mudanas
drsticas no pH promovem a desnaturao de muitas enzimas. A atividade
enzimtica e, consequentemente, a cintica das enzimas em processo de
biodegradao varia de acordo com a composio e caractersticas da matria
orgnica e dos produtos resultantes (FERNNDEZ et al., 2008).
Esses biocatalisadores so secretados por micro-organismos, plantas e
animais. Tm muitas aplicaes tecnolgicas, razo pela qual a participao no
mercado mundial, de enzimas industriais cresce significativamente (BON et al.,
2008). Esse fato justificado pelas caractersticas das enzimas: apresentam
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
34
especificidade e elevada eficincia cataltica; so protenas versteis que permitem a
catlise de reaes de hidrlise e de sntese, muitas vezes de forma quimo, rgio ou
enantiosseletivas, atuam sob condies brandas de temperatura e presso, so
incuas aos seres vivos, dentre outras propriedades especficas (FELIX, NORONHA,
MARCO, 2004; FREIRE, CASTILHO, 2008).
Os micro-organismos atravs das enzimas, sintetizam e excretam vrias
substncias por reaes de oxidao e hidrlise durante a degradao da matria
orgnica. Por sua vez, esses biocatalisadores tm reflexo no ciclo natural do
carbono, nitrognio, fsforo e outros elementos (FERNNDEZ et al., 2008).
Na compostagem, dentre as enzimas responsveis pela degradao dos
resduos, exemplificam-se: proteases, amilases, celulases, tanases e ligninases. As
proteases so enzimas que hidrolisam protenas a peptdeos e aminocidos e que
esto envolvidas em uma variedade de processos fisiolgicos essenciais para o ciclo
de vida de organismos; esto distribudas na natureza e apresentam grande
resistncia a condies adversas. So produzidas por vegetais, animais e micro-
organismos cuja atividade importante na degradao de resduos slidos e de
efluentes industriais e domsticos (FELIX, NORONHA, MARCO, 2004; VERMELHO
et al., 2008).
As amilases so um conjunto de hidrolases glicolticas que degradam o amido
com produo de glicose, maltose e dextrina (MORAES, 2004). As lipases trabalham
em interfaces hidroflicas-lipolticas e toleram solventes orgnicos nas reaes; esto
envolvidas em vrias etapas do metabolismo de lipdeos, incluindo digesto,
absoro e reconstituio de gorduras e metabolismo de lipoprotenas (TREVISAN,
2004).
As celulases so sistemas enzimticos que hidrolisam a celulose com
liberao de glicose, celobiose, dentre outros compostos. A celulose o polmero
natural mais abundante na natureza, sendo sua biodegradao realizada por
enzimas como exoglicanases, endoglicanases e glicosidases, denominadas
celulases, classificadas por suas diferentes formas e ao. As celulases so
produzidas por um espectro de bactrias e fungos aerbios e anaerbios, mesfilos
e termfilos (DILLON, 2004).
As tanases so enzimas que atuam em ligaes lignolticas e que tm sido
utilizadas nas indstrias de alimentos. A lignina um dos principais constituintes da
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
35
madeira, assim como a celulose e a hemicelulose, sendo responsvel pela sua
resistncia; um heteropolmero amorfo de elevado peso molecular, formado pela
polimerizao de unidades fenolticas e lcois que atuam como material incrustante,
Esse biopolmero de difcil degradao em relao aos polissacardeos, sendo um
componente recalcitrante do hmus (SILVA, 2004). Os fungos so os principais
agentes de degradao da lignina, entre eles os denominados fungos da
decomposio branca (ESPOSITO, AZEVEDO, 2004).
1.3.6.5 Fatores que influenciam o processo de compostagem A compostagem sendo um processo biolgico torna-se implcita a
necessidade de controle dos fatores que comumente interferem a atividade
microbiolgica. Segundo Pereira-Neto (2010) e Kiehl (1998), a compostagem pode
ser classificada, segundo os fatores predominantes no processo de fermentao
que dependem de: temperatura (crifila, mesfila ou termfila), aerao (aerbio,
anaerbio ou misto), ambiente (aberto ou fechado) e o tempo (lento ou natural, ou
acelerado).
O desenvolvimento de um sistema biologicamente complexo como a
compostagem, para obter um produto estabilizado com ausncia de micro-
organismos patognicos e metais pesados, dever respeitar limites e princpios dos
fatores relacionados atividade biolgica. Os principais fatores que interferem no
processo de compostagem so descritos a seguir (KIEHL, 1985).
a) Umidade
A umidade fundamental para a vida microbiana. O processo de
compostagem ocorre satisfatoriamente buscando o equilbrio gua e ar, com o teor
de umidade na ordem de 55 %. Umidades superiores a 60 % causam anaerobiose
(quando a gua ocupa os espaos vazios do meio, impedindo a passagem do
oxignio). A umidade inferior a 40 % reduz significativamente a atividade biolgica. O
ajuste da umidade pode ser feito pela mistura de componentes ou pela adio de
gua (BIDONE, 2001).
Nas leiras orgnicas constitudas de lodos de esgotos, estercos, resduos de
indstrias de alimentos que apresentam teores mdios de umidade acima de 80 %
necessrio reduzir o teor de umidade para que a compostagem se processe
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
36
normalmente (PEREIRA-NETO, 2010). Valor timo de umidade para maioria dos
processos de compostagem est compreendido no intervalo de 40 a 70 %
(FERNNDEZ et al., 2008).
O teor de umidade da matria-prima em processo de compostagem
influenciado pelo tamanho e composio das partculas. Quanto mais finas as
partculas dos resduos orgnicos a serem compostados maior ser a capacidade de
reteno de gua. medida que a matria orgnica vai se humificando, vai
aumentando sua capacidade de reteno de gua. O lodo de esgoto tem tendncia
a se compactar e assim sendo, a umidade inicial para compostagem deve ser
inferior a 60 %. O excesso de umidade do composto pode ser reduzido pelos
revolvimentos; quando a umidade est entre 60 e 70 %, revolver a cada dois dias,
umidade entre 40 e 60 %, revolver a cada trs dias, e umidade abaixo de 40 %,
requer irrigao, a no ser na fase final (KIEHL, 1985).
b) Aerao
No processo aerbio da compostagem, o fornecimento de ar vital
atividade microbiana, pois os micro-organismos aerbios tm necessidade de O2
para oxidar a matria orgnica que lhes serve de alimento. Durante a compostagem,
a demanda por oxignio pode ser bastante elevada, e a falta desse elemento pode
se tornar fator limitante para a atividade microbiana prolongando o ciclo de
compostagem. A circulao de ar na massa do composto fundamental para
rapidez e eficincia do processo de biodegradao (PESSINI et al., 2006).
A aerao dos resduos em compostagem pode ocorrer por processos
mecnicos ou por reviramento manual, denominado de processo natural. A
atividade microbiolgica e o controle da temperatura dependem da quantidade de
oxignio no meio (PEREIRA-NETO, 2010).
c) Temperatura
A temperatura tem efeito sobre o crescimento da atividade metablica dos
micro-organismos, sendo um dos fatores indicativos da eficincia do processo de
compostagem (PEREIRA-NETO, 2010).
Alguns fatores que influenciam o bom desenvolvimento da temperatura na
massa de compostagem so os tipos de matriaprima e do sistema utilizado, alm
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
37
do controle operacional - teor de umidade, ciclo de reviramento, balano inicial dos
nutrientes, quantidade de material e configurao geomtrica das leiras (PEREIRA-
NETO, 2010).
Na compostagem aerbia, evidenciam-se muitas mudanas de temperatura
determinadas pelo metabolismo exotrmico dos micro-organismos aerbios.
Inicialmente, a fase crifila caracterizada pela temperatura ambiente, fase mesfila
com temperatura de 45 a 55 C em um perodo de trs a quatro dias, prosseguindo a
elevao da temperatura, na fase termfila acima de 55 C. Essa faixa permite a
mxima atividade microbiana com reduo de condies de sobrevivncia de
patgenos. O processo termina com a fase crifila quando a temperatura da
biomassa atinge valores prximos ou iguais temperatura ambiente (maturao)
(KIEHL, 1985). ]
d) Relao carbono/ nitrognio
Os micro-organismos heterotrficos tm como fonte de energia, o carbono. O
nitrognio se faz necessrio para sntese de protenas. A relao carbono/nitrognio
(C/N) considerada como fator que caracteriza o equilbrio dos substratos. As
propores de C/N de 30/1 a 40/1 so recomendadas para iniciar a compostagem.
Tanto a falta de nitrognio quanto a falta de carbono limitam a atividade
microbiolgica. Se a relao C/N for baixa, ocorre perda de nitrognio pela
volatizao da amnia e at mesmo pela inibio da atividade biolgica. Se essa for
elevada, os micro-organismos ficam sem nitrognio para sntese de protenas e
limita o seu desenvolvimento, tornando lento o processo de compostagem (PESSINI
et al., 2006). No final da compostagem, ou seja, na completa maturao, a relao
C/N de 10/1 (PEREIRA-NETO, 2010).
e) Granulometria
Na compostagem, o tamanho das partculas dos resduos exerce grande
influencia na compostagem; a granulometria fina facilita a atividade microbiana
promovendo o aumento da velocidade das reaes bioqumicas. Segundo
Fernandes e Silva (1999), as condies de compostagem dependem da porosidade
dos substratos. Esses autores concluram que o tamanho das partculas dever
estar entre 25 e 75 mm.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
38
O pH durante a biodegradao pode ser indicativo do estado de
compostagem dos resduos orgnicos. Nveis de pH muito baixo ou muito alto
reduzem ou at inibem a atividade microbiana, influenciando a biodegradao
durante a compostagem. Quando so utilizadas misturas com pH prximo da
neutralidade, na fase mesfila da compostagem, h uma queda sensvel de pH,
variando de 5,5 a 6,0 devido produo de cido orgnicos; em pH prximo de 5,0
ou inferior, h uma diminuio da atividade microbiana e o composto pode no
passar para a fase termfila. Na passagem da fase termfila, h uma elevao do
pH que se explica pela hidrlise das protenas e liberao de amnia. O pH se
mantm alcalino (7,5 9,0) durante a fase termfila. O processo de compostagem
se desenvolve bem com pH prximo de 7,0 na presena de lodo de esgoto e poda
(PESSIN et al., 2006). O pH do produto final, maturado (o adubo orgnico), dever ser
superior a 7,8 (PEREIRA-NETO, 2010).
1.3.6.6 Produto final da compostagem
Hmus um produto a que se chama de composto, caracterizado por se
encontrar estabilizado quimicamente e biologicamente; rico em nutrientes que
passaram de forma orgnica para mineral, com alto teor de material coloidal e com
capacidade de melhoria da qualidade do solo, atuando como adubo (PEREIRA-
NETO, 2010).
O valor do adubo orgnico depende do teor de nutrientes e da forma como
eles se encontram. No deve ser visto como um substituto do fertilizante, mas como
um condicionador de solos, cujo uso permite melhorar suas condies gerais a longo
prazo (PEREIRA-NETO, 2010; BIDONE, 2001).
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
39
1.4 REFERNCIAS
ANDREOLI, C. V; PINTO, M. A. T. Introduo. In: ______. Resduos slidos do saneamento: processamento, reciclagem e disposio final. Rio de Janeiro: Rima, 2001. p. 21 -24.
ANDREOLI, C. V. Alternativas de uso de resduos do saneamento. Rio de Janeiro: Artes Grficas. 2006. 417p.
ANDREOLI, C. V.; TAMANIN, C. R.; PEGORINI, B. H. E. S. P; NEVES, P. S. Uso de
lodo de esgoto na produo de substratos vegetal. In: ______. Usos alternativos de lodos de estaes de tratamento de gua e estaes de tratamento de esgoto. Rio de Janeiro: ABES, 2006. p. 235 -281.
ARAUJO, J. M. ; CALAZANS, G. M. ; MELO, I. S. Importncia de actinobactrias
para a agricultura. In: ______. Microrganismo e agrobiodiversidade: o novo desafio para a agricultura. Guaba: Agrolivros, 2008. p. 277-296.
ABRELPE - Associao Brasileira de Empresas de Limpeza Pblica e Resduos
Especiais, 2007. Disponvel em: . Acesso em: 28 jul. 2010.
ANDREOTE, F. D. (et al.) Diversidade molecular de micro-organismos endofticos.
In: ______. Microrganismo e agrobiodiversidade: o novo desafio para a agricultura. Guaba-RS: Agrolivros, 2008. p. 223-276.
BIDONE, F. R. A. Resduos Slidos Provenientes de Coletas Especiais-Eliminao e Valorizao. Rio de Janeiro: ABES. 2001. 240p.
BRASIL. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE CONAMA. Resoluo n 375 de 29 de agosto de 2006. Define critrios e procedimentos, para o uso agrcola de lodos de esgoto gerados em estaes de tratamento de esgoto sanitrio
e seus produtos derivados, e d outras providncias. Dirio Oficial da Unio,
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
40
Braslia-DF. Ministrio do Meio Ambiente MMA. Disponvel em: . Acesso em: 10 mar. 2010.
______. Lei no 12.305 de 02 de agosto de 2010. Institui a Poltica Nacional de Resduos Slidos. Dirio Oficial da Unio. Braslia. Disponvel em: . Acesso em:
19 fev. 2011.
BRUNI, V. C. Avaliao do processo operacional de compostagem aerada de lodo de esgoto e poda vegetal em reatores fechados. 2005. 94 f. (Mestrado em Engenharia de Recursos Hdricos e Ambiental) Universidade Federal do Paran,
Curitiba.
BARATTA-JNIOR, A. P. Utilizao do composto de resduos da poda da arboriao urbana em substratos para produo de mudas. 2007. 53 f. Dissertao (Mestrado Cincias Ambientais e Florestais) Universidade Federal
Rural do Rio de Janeiro, Seropdica.
BARBOZA, R. S. L. de. Influncia do lodo de esgoto na nodulao e no desenvolvimento do caupi (Vigna unguiculata [L.] Walp). 2007. 84 f. Dissertao (Desenvolvimento de Processos Ambientais Universidade Catlica de
Pernambuco, Recife.
BON, E. P. C.; COSTA, B. R.; SILVA, M. V. A.; FERREIRA-LEITO, V. S.;
FREITAS, S. P.; FERRARA, M. A. Mercado e perspectivas de uso de enzimas
industriais e especiais no Brasil. In: Bon, E. P. S.; Ferrara, M. A.; Corvo, M. L.
Enzimas em biotecnologia - produo, aplicaes e mercado. Rio de Janeiro: ed. Intercincia, 2008. p. 463-488.
CAMPOS, F. S., ALVES, M. C. Uso de lodo de esgoto na reestruturao de
degradado. Revista Brasileira de Cincia do Solo. v. 32, p. 1389-1397, 2008.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
41
CORTEZ, C. L.; COELHO, S. T.; GRISOLI, R.; GAVIOLI, F. Compostagem de resduos de poda urbana. 2008. CENBIO Centro Nacional em Referncia em Biomassa. Disponvel em: . Acesso em: 19 nov. 2010.
DILLON, A. J. P. Celulases. In: S. Said, R. C. L. R. Pietro. Enzimas como agentes biotecnolgicos. 14th. Ribeiro Preto: Legis Summa. 2004. p. 243 267. EMLURB - Empresa Municipal de Limpeza Urbanizao. Resduo de poda no tem aproveitamento correto, 2004. Disponvel em: http://. Acesso em: 28 mar. 2010.
ESPOSITO, E.; AZEVEDO, J. L. Fungos: uma introduo biologia, bioqumica e biotecnologia. Caxias do Sul: EDUCS. 2004. 510p.
FELIX, C. R.; NORONHA, E. F.; MARCO, J. L. Proteases caractersticas e
aplicaes industriais. In: S. Said, R. C. L. R. Pietro. Enzimas como agentes biotecnolgicos. Ribeiro Preto: Legis Summa. 2004. p. 327-348.
FERNANDES, F.; SILVA, S. M. C. P. Manual prtico para a compostagem de biossslidos, Londrina: PROSAB. 1999. 83p.
FERNNDEZ, M. T. H. ; IZQUIERDO, C. G. ; STAMFORD, N. P. ; MORENO, M. C.
M. Enzimas que actan en la materia orgnica del suelo. In: _____
Microorganismos e Agrobiodiversidade: o novo desafio para agricultura, Guaba-RS: Agrolivros, 2008. p. 351-375.
FABIO, A. As podas em rvores ornamentais: como e porqu. Cmara Municipal de Odivelas, out. 2006. Disponvel em: . Acesso em: 16 out. 2010.
FREIRE, D. M. G.; CASTILHO, L. R. Lipases em biocatlise. In: ______. BON, E. P.
S.; FERRARA, M. A.; CORVO, M. L. Enzimas em biotecnologia - produo, aplicaes e mercado. Rio de Janeiro: Intercincia, p. 369-386, 2008.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
42
HERBETS, R. A. Compostagem de resduos slidos orgnicas: aspectos biotecnolgicos. 2005. Dissertao (Mestrado Biotecnologia) Universidade Federal de Santa Catarina, Florianpoles, SC.
FIA, R.; MATOS, A. T.; AGUIRRE, C. I. Caractersticas qumicas de solo adubado
com doses crescentes de lodo de esgoto caleado. Engenharia na Agricultura. v. 13, 2005. p. 387-299.
KELLER, E. A. Waste Management. In: ______. Environmental Geology. New Jersey: Prentice-Hall, 2000. p. 317 333. KIEHL, J. E. Fertilizantes orgnicos. 33 ed., Piracicaba: CERES. 1985. 492p.
______. Manual de compostagem: manuteno e qualidade do composto. Piracicaba: CERES. 2002. 171p.
LEITO, V. P. M.; MOTA, S.; SILVA, L. A.; SILVA, J. C. C. Monitoramento da
temperatura durante a fase de degradao ativa em composto orgnico de folhas de
cajueiro e de mangueira, 24 , 2007, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte.
LIMA, J. R. T.; FIGUEIREDO, M. A. B. Extenso rural, desafios de novos tempos: agroecologia e sustentabilidade. Recife: BAGAO. 2006. 174p.
MORAES, E. da. Gesto dos resduos slidos urbano: comparativo entre os
municpios de Maring e Santo Andr. In: SIMPSIO DE PS-GRADUAO EM
ENGENHARIA URBANA, 2009, Maring. Anais ... Paran.
MORAES, L. M. P. Amilases. In: Said, S., Pietro, R. C.L. R. Enzimas como agentes biotecnolgicos. Ribeiro Preto: Legis Summa. 2004. p. 223-242.
MORENO et al. Produccin de biofertilizantes por degradacin microbiolgica de
resduos orgnicos. In: ______. Microrganismo e agrobiodiversidade: o novo desafio para a agricultura. Guaba: Agrolivros, 2008. p. 377-399
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
43
PEDROZA, E. C. L.; MOREIRA, E. A.; CAVALCANTI, P. F. F.; SOBRINHO, P. A.;
ANDREOLI, C. V.; HAANDEL, A. V. Aplicao de leitos para secagem de lodo
gerado em estaes de tratamento de esgoto. In: ______. Usos alternativos de lodos de estaes de tratamento de gua e estaes de tratamento de esgoto. 5. ed., Rio de Janeiro: ABES, 2006. p. 109-158.
PEREIRA-NETO, J. T. Manual de compostagem - processo de abaixo custo. Minas Gerais: UFV. 2010. 81p.
PERNAMBUCO. Lei no 14.236 de 13 de dezembro de 2010. Dispe sobre a Poltica
Estadual de Resduos Slidos e d outras providncias. Disponvel em:
. Acesso em:
19 fev. 2011.
PERSSIN, N.; FERNANDO, F.; PANAROTTO. C .T; FIROTTA, R.; SCHNEIDER, V.
E.; SILVA, S. M .C . P.; HOSSAKA, A. L.; TELH, M. Metodologia de Transformao
e aproveitamento da Frao Orgnica: Minimizao da Quantidade de Resduos
Dispostos em aterros. In: ______ Gerenciamento de resduos slidos urbanos com nfase na proteo de corpos dgua: preveno, gerao e tratamento de lixiviados de aterros sanitrios. Rio de Janeiro: ABES, 2006. p. 35-36.
PROSAB Programa de Pesquisa em Saneamento Bsico. Manual Prtico para a Compostagem de Biosslidos. eds. Fernandes, F. e Silva, S. M. C. P. Londrina: Universidade Estadual de Londrina.1996, 91p.
RIBEIRO, D. V.; MORELLI, M. R. Resduos slidos problema ou oportunidade? Rio de Janeiro: Intercincia. 2009. 158p.
SAID, S.; PIETRO, R. C. L. R. Generalidades sobre aplicao industrial de enzimas.
In: _____. Enzimas como agentes biotecnolgicos. Ribeiro Preto: Legis Summa. 2004. p. 1-8.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
44
SCHLEGEL, H. G. General Microbiology. Cambridige: Cambridge University Press. 7th. ed. 1993. 655p.
SILVA, R. ; GOMES, E. Ligninases. In: Said, S; Pietro, R. C. L. R. Enzimas como agentes biotecnolgicos. Ribeiro Preto: Legis Summa. 2004. p. 349-378.
SILVA, G. S.; EIGENHECER, E. M.; RODRIGUES. D. C. ; da. Produo e
aproveitamento de composto orgnico a partir de resduos de origem vegetal no
campus da Universidade Federal Fluminense/Niteri-RJ. In: CONGRESSO
NACIONAL DE EXCELNCIA EM GESTO. 2009, Niteri. Anais... Rio de Janeiro: UFF, 2009.
TREVISAN, H. C Lipases. In: Said, S; Pietro, R. C. L. R. Enzimas como agentes biotecnolgicos. Ribeiro Preto: Legis Summa. 2004. p. 114-135.
VERMELHO, A. B.; MELO, A. C. N.; S, M. H. B.; SANTOS, A. L. S.; DAVILA-
LEVY, C. M.; COURI, S.; BON, E. P. S. Enzimas proteolticas: aplicaes
biotecnolgicas. In: Bon, E. P. S.; Ferrara, M. A.; Corvo, M. L. Enzimas em biotecnologia - produo, aplicaes e mercado. Rio de Janeiro: Intercincia, 2008. p. 273-287.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
45
CAPTULO II
CONTROLE MICROBIOLGICO E ATIVIDADE ENZIMTICA DE COMPOSTAGEM DE PODA URBANA NA PRESENA DE
LODO DE ESGOTO*
ARAJO, M. G. C.
PAIVA, S. C.
MELO, A. P. SALGUEIRO, A. A.
Laboratrios de Qumica Analtica, Qumica Orgnica, Bioengenharia e de
Microbiologia; Ncleo de Pesquisas em Cincias Ambientais NPCIAMB;
Centro de Cincias e Tecnologia, Centro de Cincias Biolgicas;
Universidade Catlica de Pernambuco;
Rua do Prncipe, 526, Boa Vista, 5050-990, Recife, PE, Brasil.
*Manuscrito a ser submetido a uma Revista Cientfica
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
46
2.1 RESUMO
A compostagem um mtodo de decomposio de material biodegradvel
sob tratamentos adequados, de forma a obter um composto orgnico (hmus) para
utilizao na fertilizao do solo. O objetivo deste trabalho foi reaproveitar poda de
rvores urbanas e lodo de esgoto para compostagem. O processo foi desenvolvido
em laboratrio e em campo ao ar livre, sob diferentes tratamentos. Foi investigada a
adio de cal hidratada e de inculos. As amostras dos resduos e durante a
compostagem foram submetidas extrao com gua tamponada estril. O
contedo microbiolgico, atividades enzimticas, temperatura, pH e concentraes
de carbono e nitrognio foram determinados. A contagem padro de bactrias e os
fungos (leveduras e fungos filamentosos) atingiram valores mximos na faixa de 1012
e de 108 UFC/mL, respectivamente. A calagem inibiu os coliformes totais e
termotolerantes, alm das Salmonellas e as quatro enzimas investigadas quando
foram utilizados cal e lodo de esgoto na proporo 1:1. Na compostagem em campo,
a massa no foi sanitizada; a cal foi utilizada a 25 %p/p em relao ao lodo de
esgoto e a fase termfila ocorreu num pequeno perodo. As atividades das
celulases, proteases, fenoloxidases e tanases atingiram os maiores percentuais na
fase ativa de degradao dos resduos. A umidade da compostagem em campo
variou entre 55 a 65 %. Durante a compostagem submetida calagem, o pH atingiu
valores alcalinos enquanto nos demais tratamentos, o pH foi em torno da
neutralidade. O produto final obtido apresentou relao carbono:nitrognio entre 9 e
16 com 60 dias de compostagem. A granulometria da poda urbana, o volume dos
resduos em tratamentos de laboratrio e a presena da cal influenciaram a
compostagem. Processo de compostagem de poda de rvores e lodo de esgoto por
aerao eficaz na produo de composto orgnico para utilizao na agricultura,
proporcionando uma boa alternativa para destinao final do lodo de estao de
tratamento de esgoto.
Palavras-chave: resduos slidos, poda de rvores, lodo de esgoto, biodegradao, microbiologia, enzimas, hmus.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
47
2.2 INTRODUO
Os resduos slidos produzidos pela populao dos centros urbanos so
muitas vezes acumulados no ambiente sem o adequado tratamento ou utilizao
que possibilite sua reciclagem. A crescente e diversificada gerao de resduos nos
meios urbanos e a necessidade de sua disposio final alinham-se entre os mais
srios problemas ambientais enfrentados por pases industrializados (CAMPOS, 2006).
A gerao desses resduos proporcional ao aumento da populao e
desproporcional disponibilidade de solues para o gerenciamento dos detritos. O
correto manejo dos resduos um desafio dos centros urbanos neste incio de
milnio (REICHERT, 1999 apud SANTOS et al., 2006). As formas de tratamento e de destinao final dos resduos slidos praticados
nas ltimas dcadas so frutos do modelo de industrializao no perodo de 1950 a
1960. O crescimento a qualquer custo favoreceu o aparecimento de lixes - resduos
slidos dispostos a cu aberto - em todo o Brasil (BIDONE, 2001).
O crescimento acentuado de urbanizao de pases emergentes como o
Brasil, tem levado a populao residente em zonas rurais, a migrar para aglomerados
urbanos. Tal concentrao populacional, que no Brasil, da ordem de 160 milhes de
habitantes na zona urbana e 29 milhes de habitantes na zona rural (IBGE, 2010),
gera milhares de toneladas dirias de vrios tipos de resduos. Os resduos, dispostos
inadequadamente so capazes de degradar o meio ambiente e transmitir doenas
aos seres humanos e animais.
Os resduos slidos podem ser decompostos pela compostagem onde so
transformados num composto (adubo) utilizado na agricultura (SANTOS, 2006).
Considerando-se o grande percentual de folhagem e galhos gerados diariamente pela
poda das rvores da zona urbana da cidade de Recife, faz-se necessrio buscar uma
alternativa para o seu reaproveitamento atravs da compostagem que no precisa de
mo-de-obra qualificada e pode ser desenvolvida em sistemas simplificados e de
baixo custo onde o produto final (hmus) pode ser comercializado.
Os resduos slidos verdes, provenientes da prtica de poda de rvores
realizada nos permetros urbanos, representam um considervel volume de material
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
48
vegetal, oriundo de praas, jardins, residncias e quando inadequadamente
manuseados, poluem o ambiente (SUSZEK et al., 2005). Os resduos de poda so
ricos em lignina e so biodegradveis, sendo classificados pela legislao brasileira
como resduos classe II B inertes, recebendo os mesmos tratamentos e destino final
dos resduos urbanos (ABNT, 2004).
O lodo de esgoto o resduo proveniente do tratamento das guas
residurias, de origem urbana e ou industrial, coletadas por rede de esgoto e levadas
as estaes de tratamento de esgoto (SALVADOR, 2006). Esse resduo apresenta
grande potencial de aproveitamento agrcola e florestal, quer seja como um
condicionante de propriedades fsicas, qumicas e biolgicas do solo, como tambm
uma fonte de nutrientes para as plantas cultivadas (BARCELLAR et al., 2004;
CAMPOS, 2006).
O objetivo deste trabalho foi realizar compostagem de poda urbana e lodo de
esgoto, determinando o contedo microbiolgico e atividades enzimticas, alm de
parmetros fsico-qumicos durante o processo.
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
49
2.3 MATERIAL E MTODOS
2.3.1 Resduos orgnicos
Os resduos de poda de rvores urbanas utilizados nos experimentos foram originados de vrias espcies de rvores arbreas e coletados em diversas avenidas
da cidade do Recife pela EMLURB (Empresa Municipal de Limpeza e Urbanizao)
em veculos acoplados com triturador. Os resduos de rvores foram triturados em
forrageira e, em seguida, submetidos a uma triagem onde foram excludos os
gravetos maiores que 10 cm e acondicionados em sacos plsticos. Esse resduo foi
utilizado na composio das pilhas de compostagem que foram preparadas em
menos de 24 h.
O lodo de esgoto foi coletado em leitos de secagem de tratamento primrio
na Estao de Tratamento de Esgoto do Cabanga (Recife PE) e acondicionado em
bombonas de plstico na temperatura de 28 oC.
O esterco bovino curtido foi tambm utilizado na compostagem de campo,
como inculo. Esse resduo, proveniente da Fazenda Idelburgo, em Carpina (PE), foi
coletado e disposto no solo ao ar livre temperatura ambiente de 30 oC durante
cerca de 30 dias antes da montagem das pilhas.
2.3.2 Preparao das pilhas de compostagem
Os experimentos laboratoriais foram realizados em laboratrio na
Universidade Catlica de Pernambuco com iluminao indireta por radiao solar e
ventilao natural por janelas abertas durante o dia. As pilhas foram construdas em
caixas de polietileno, com capacidade de 25 kg, nas dimenses: 33 cm x 54 cm x 20
cm (largura x comprimento x altura). Os resduos utilizados na compostagem de
poda urbana e lodo de esgoto, alm da cal (hidrxido de clcio comercial a 50 %p/p
de pureza) foram pesados, misturados manualmente e distribudos nas caixas. A cal
foi misturada previamente ao lodo de esgoto j hidratada, na proporo de 1:2
cal:lodo, antes de compor as pilhas. Foram realizados reviramentos semanalmente e
ARAJO, M. G. C. Controle microbiolgico e atividade enzimtica em compostagem de resduos de poda de rvores e lodo de esgoto
50
aguao, duas a trs vezes por semana em funo da umidade da massa; a
observao foi visual e emprica.
Um delineamento experimental casualizado com trs tratamentos e trs
repeties foi realizado de acordo com as especificaes a seguir:
Tratamento A poda urbana e lodo de esgoto na proporo de 1:1; Tratamento B poda urbana, lodo de esgoto e cal na proporo de 1:1:0,5; Tratamento C poda urbana, lodo de esgoto e cal na proporo de 1:1:0,5 na
presena de 50 mL de inculo, preparado em labor
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