Hazard index for the decision-making process of sludge agricultural use

A ampliação dos sistemas de tratamento de esgoto sanitário implica diretamente no aumento da geração de lodos de esgoto, que precisam ser adequadamente dispostos. Devido aos benefícios agronômicos, a incorporação de lodo de esgoto em solo agrícola tem sido, em diversos países, a forma mais sustentável para aproveitamento deste resíduo. A Resolução Conama 375 de 2006 normatiza essa prática no Brasil, e os critérios para a tomada de decisão quanto a ocorrência de poluentes químicos no lodo de esgoto se restringe a determinação de onze compostos inorgânicos, o que gera preocupação em relação a outros compostos presentes na matriz e que podem proporcionar riscos ao ecossistema e à saúde humana. Para complementar a avaliação de matrizes complexas como lodo de esgoto, efluentes, sedimentos, solos contaminados, se tem preconizado o uso de testes de toxicidade, os quais fornecem evidências do perigo da mistura como um todo. O objetivo da tese foi desenvolver um índice para avaliar a periculosidade de lodo de esgoto, utilizando ensaios ecotoxicológicos de curta duração e baixo custo, com objetivo de subsidiar decisões mais rápidas quanto a sua aplicação em solo agrícola. O Índice de Perigo de Lodo de Esgoto (IPLE) integrou os resultados de teste de ecotoxicidade com Vibrio fischeri, Daphnia similis e teste de inibição do alongamento de raiz e da germinação de sementes. A fórmula do IPLE desenvolvido foi: log natural de um somado ao número de testes positivos, multiplicado pela ecotoxicidade média obtida nos testes, convertidos em unidade tóxica. O IPLE foi calculado utilizando os dados publicados pela CETESB de caracterização química e ecotoxicológica de 28 amostras de lodo de esgoto coletadas em 7 Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) do Estado de São Paulo. O IPLE foi testado pela avaliação do percentual de amostras não conformes por faixa de índice, considerando para tanto os limites de substância química estabelecidos em diferentes normas de uso agrícola de lodo. As amostras com IPLE acima de 2 (n=15) apresentaram maior frequência de não conformidade quando comparado com as amostras com índice abaixo de 2 (n=13). O IPLE parece ser um bom indicador preliminar do perigo de amostras de lodo de esgoto, sugerindo reprovação e aprovação precoce de seu uso agrícola e como instrumento para acompanhamento e gestão da qualidade do lodo e comunicação de perigoThe expansion of urban wastewater treatment plants increases the generation of sewage sludge, that must be properly disposed. Due to the agronomic benefits, the incorporation of sewage sludge on agricultural land has been in several countries, the most sustainable use of this waste. CONAMA Resolution 375 of 2006 regulates the practice in Brazil, and the criteria for chemical pollutants in the sewage sludge are based on the concentration of eleven inorganic compounds, which raises concern in relation to other compounds present in matrix that could provide risk to the ecosystem and human health. Ecotoxicology evaluation of complex samples as sewage sludge, wastewater, sediments, contaminated soils, has been often recommended to provide evidence of the whole mixture. The aim of this thesis was to develop a Sewage Sludge Hazard Index (SSHI) based on short term and low cost bioassays, to be a complementary tool for the decisionmaking process of sewage sludge application to agricultural land. SSHI integrated results from Vibrio fischeri, Daphnia similis and seed elongation/germination test. Sewage Sludge Hazard Index (SSHI) was calculated as the natural logarithm of one plus the number of positive toxic responses multiplied by the average of the toxic units obtained in each bioassay. The index was calculated using data generated by CETESB from chemical and ecotoxicological characterization of 28 samples collected in 7 different wastewater treatment plants (WWTP) of Sao Paulo State. SSHI was tested by assessing the percentage of samples non-compliances for indexranks, considering chemical thresholds of pollutants in sewage sludge from differents norms for agricultural use of sludge. All samples with SSHI above 2 (n = 15) had higher incidence of non-compliance then samples below 2 (n = 13). SSHI seems to be a good primary indicator of the hazard of sewage sludge samples, suggesting early approval or disapproval to agricultural use, also as a tool for monitoring and managing the quality of sludge, and for hazard communicatio