Aplicação de resíduo de indústria de papelão em áreas de reflorestamento de pinus: avaliação ecotoxicológica e ecológica

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Curitibanos, Programa de Pós-Graduação em Ecossistemas Agrícolas e Naturais, Curitibanos, 2020.A indústria de papel reciclado é geradora de passivos ambientais na forma de resíduos sólidos, denominados lodo de papel reciclado. Esse lodo tem grande potencial de uso, um exemplo, é a utilização como insumo agrícola e florestal, atuando na correção e manutenção da fertilidade dos solos. Porém, são necessários estudos com evidências científicas e resultados de campo para encontrar técnicas seguras para a aplicação desses resíduos no solo, pois esse tipo de lodo apresenta alguns componentes orgânicos e inorgânicos (e.g., hidrocarbonetos alifáticos, ftalatos e dietilftalato) que podem ser prejudiciais ao ambiente. Portanto, os objetivos da presente dissertação foram: 1) avaliar a ecotoxicidade do lodo de papel reciclado, a partir de ensaios em laboratório com invertebrados de solo e plantas, e 2) avaliar os efeitos a curto e longo prazo da aplicação do lodo de papel reciclado sobre a composição da comunidade da fauna do solo em um plantio de Pinus taeda. Para tanto, utilizou-se: a) ensaios de fuga e reprodução com invertebrados de solo, utilizando concentrações de 80 t/ha e 100 % do lodo de papel reciclado; b) ensaio com elutriato do resíduo; e c) ensaio de crescimento e desenvolvimento de uma espécie arbórea exposta a diferentes concentrações do resíduo. Em campo, dividiu-se a área de estudo, situada no interior do município de Curitibanos, SC, em: área controle (sem a aplicação do resíduo); e áreas curto e longo prazo de aplicação do resíduo. Foram realizadas a uma coleta na Primavera de 2018 e outra no Outono de 2019. Para cada tratamento foram delineadas três parcelas, em cada uma foram instaladas três armadilhas do tipo ?pitfall? (i.e., para extração de indivíduos da fauna do solo), quatro conjuntos com oito lâmina-isca (i.e., para avaliar a atividade alimentar da fauna do solo) e foram retiradas três amostras de solo (i.e., para a análise química). Todos os dados foram avaliados estatisticamente. Observou-se a partir dos resultados que o lodo de papel reciclado apresenta: 1) efeito negativo sobre a reprodução de colêmbolos, tanto para as concentrações elaboradas em laboratório quanto para as amostras trazidas de campo; 2) efeito negativo sobre o crescimento de Lemna minor e Mimosa scabrella; 3) Observou-se efeito negativo da aplicação do resíduo sobre a abundância de indivíduos da fauna edáfica; 4) Diferença significativa entre as áreas para os índices de Shannon e de Simpson; 5) Redução na atividade alimentar da fauna do solo nas parcelas com longo prazo de aplicação. Conclui-se que o lodo de papel reciclado exerce efeito negativo sobre a composição e atividade da comunidade da fauna do solo. Portanto, com base nos resultados observados, são recomendados novos estudos avaliando diferentes formas de pré-tratamento para o uso do resíduo em áreas agrícolas e florestais.Abstract: The paper recycling industry produces environmental liabilities such as a kind of residue, also called recycled paper sludge. The use of this type of sludge may present great potential in both the agriculture and forestry sectors acting on the correction and maintenance of soil fertility. However, we need more studies using scientific evidence and field results to find safe techniques to use the recycled paper sludge as a soil promoter, especially because this kind of sludge presents some harmful inorganic and organic components (e.g., aliphatic hydrocarbon, phthalates, diethylphthalate) the environmental health. The aims of this dissertation were: 1) to evaluate the ecotoxicity of recycled paper sludge using laboratory ecotoxicity tests with soil invertebrates and plants, and 2) to evaluate the short- and long-term effects of using the recycled paper sludge on the soil fauna community composition in a Pinus taeda field. To achieve these aims, we used the following tests: a) avoidance and reproduction tests with soil invertebrates, using the concentrations of 80 t/ha and 100% of the recycled paper sludge; b) eluate test; and c) test with tree species growth. The field experiment was located at Curitibanos, SC, Brazil. We studied three areas as treatments: a control area (without any application of the recycled paper sludge); and short- and long-term areas of application. The field sample was performed in the Spring-Fall 2018/19. In each treatment, we set out three plots. For each plot, we installed three ?pitfall? traps (i.e., for extract soil biota individuals), four sets with eight bait-lamina (i.e., to access soil feeding activity) and three soil core samples (i.e., to characterize soil chemical properties). We perform statistical analyses for all databases. Our results show that the use of recycled paper sludge presents: 1) Negative effects on the reproduction of the collembolans in both laboratory and field samples; 2) Negative effects on Lemna minor and Mimosa scarabella growth; 3) Negative effects on the abundance of soil fauna individuals; 4) Significant differences among the studied treatments for Shannon and Simpson indices; 5) Reduction of the soil fauna feeding activity in the long-term application of the recycled paper sludge. We conclude that the use of the recycled paper sludge can promote negative effects on soil fauna community composition and activity. Therefore, based on the observed results, new studies are needed, evaluating different forms of previous treatment for the use of residues in agricultural and forest areas