Fitorremediação de metais pesados e clorobenzenos em lodo de esgoto cultivado com Pennisetum purpureum

Uma das grandes limitações do uso agrícola do lodo de esgoto é a presença de poluentes, os quais podem afetar o meio ambiente e a saúde dos seres vivos. Portanto, esforços devem ser envidados no sentido de se desenvolver técnicas eficientes para a redução destes contaminantes no resíduo, principalmente aquelas relacionadas a processos de fitorremediação, que são de baixo custo e de fácil aplicação. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito do cultivo em lodo de esgoto sobre as concentrações de metais pesados e de clorobenzenos 1,4-CB e 1,3,5-CB, visando à utilização segura deste resíduo na agricultura. O experimento foi realizado em casa de vegetação do ICA/UFMG, durante 150 dias, utilizando o delineamento em blocos casualizados. Os tratamentos, em 5 repetições, corresponderam a 5 períodos do cultivo de Pennisetum purpureum Schum. em parcelas de lodo de esgoto (30; 60; 90; 120 e 150 dias, a partir do plantio de estacas) e 2 testemunhas (parcelas de lodo não cultivado e plantio da gramínea em solo). Aos 150 dias, as gramíneas cultivadas em solo apresentaram produção de massa seca total 1,5 vezes maiores do que as plantas crescidas no resíduo. Nos tecidos orgânicos da gramínea foram detectados apenas o As, Cu e Zn, porém só os dois últimos elementos estavam presentes na composição dos fitólitos. O sequestro de Zn e Cu em fitólitos é de elevada relevância, pois pode estar relacionado a não detecção de efeitos fitotóxicos desses metais sobre a gramínea. Além disso, a estabilidade química apresentada por essas estruturas silicosas garante a retirada permanente desses elementos da cadeia trófica. Apesar da gramínea em estudo não ter se enquadrado nos critérios de planta hiperacumuladora, a alta produção de biomassa e de fitólitos a potencializa para ser usada em sistemas de cultivo em lodo de esgoto. Durante o monitoramento dos clorobenzenos observou-se que, aos 30 dias de cultivo, as parcelas de lodo de esgoto apresentaram elevações nos teores de 1,4-CB e 1,3,5-CB da ordem de 15,5 e 8,36 vezes, respectivamente, em relação aos teores encontrados no lodo de esgoto antes do cultivo. Aos 150 dias não foram observadas diferenças significativas entre as concentrações de 1,4-CB da testemunha (sem cultivo) e o tratamento com cultivo em lodo nas camadas avaliadas. Por outro lado, a testemunha, nas camadas de 0-10 e 10-20 cm, apresentou maiores concentrações de 1,3,5-CB, quando comparada as mesmas profundidades do lodo de esgoto cultivado. A permanência dos clorobenzenos ao longo do tempo pode estar relacionada à estrutura química do contaminante, a qual apresenta características recalcitrantes à decomposição. Porém, no lodo cultivado, na camada de 10-20 cm, houve decréscimo das concentrações de 1,4-CB, enquanto, na profundidade de 20-30 cm, tanto as concentrações de 1,4-CB quanto de 1,3,5-CB diminuíram. As reduções observadas podem ser resultado das interações mutualísticas entre microrganismos decompositores e raízes de P. purpureum, o que favorece a decomposição.A major limitation of sewage sludge agricultural use is the presence of pollutants, which can affect the environment and the health of living beings. Therefore, efforts should be made in order to develop efficient techniques to reduce these contaminants in waste, especially those related to phytoremediation processes, which are inexpensive and easy to apply. The objective of this study was to evaluate the effect of cultivation in sewage sludge on heavy metal and chlorobenzenes 1,4-CB and 1,3,5-CB concentrations, seeking the safe use of this waste in agriculture. The experiment was conducted at the ICA/UFMG greenhouse, during 150 days, using a randomized block design. The treatments, 5 replicates, corresponded to 5 periods of Pennisetum purpureum Schum. cultivation in sewage sludge portions (30, 60, 90, 120 and 150 days from planting cuttings) and two controls (sludge uncultivated plots and planting of grass on the ground). After 150 days the grasses grown in soil showed the total dry mass of 1.5 times that of plants grown in the residue. In the sewage sludge and grassy organic tissues were only detected As, Cu and Zn, but only the last two components were present in the composition of phytolith. The kidnapping of Zn and Cu in phytoliths is highly relevant because it may be related to failure to detect phytotoxic effects of these metals on the grass. In addition, the chemical stability presented by these siliceous structures guarantees the permanent removal of these elements of the food chain. Although, the grass under study have not framed in hyperaccumulator plant criteria, the high biomass production and phytoliths the leverages for use in cultivation in sewage sludge systems. During the monitoring of chlorobenzenes was observed that after 30 days of cultivation the sewage sludge plots showed increases in levels of 1,4-CB and 1,3,5-CB on the order of 15.5 and 8.36 times, respectively, the contents found in the sewage sludge before the start of cultivation. After 150 days there were no significant differences between the concentrations of 1,4-CB control (not cultivated) and treatment with the plant grown in sewage sludge. On the other hand, the control, at 0-10 and 10-20 cm, showed higher concentrations of 1,3,5-CB, compared to the same depths grown sewage sludge. The permanence of chlorobenzenes over time may be related to contaminant chemical structure, which has characteristics recalcitrant to decomposition. However, the sludge grown in 10-20 cm depth, there was a decrease in the concentrations of 1,4-CB, while at a depth of 20-30 cm, both concentrations of 1,4-CB and 1,3,5-CB decreased. The observed reductions may be the result of interactions between mutualistic decomposing microorganisms and the roots of P. purpureum, which promotes decomposition