MÉTODOS DE MONITORAMENTO NO PROCESSO AERÓBICO DE COMPOSTAGEM – EEA/UEFS

Introdução

Nos últimos anos tem-se verificado um aumento acentuado da produção de resíduos sólidos, devido a uma vida exageradamente consumista. Como conseqüência disso, o tratamento e o destino final dos resíduos sólidos se tornou um processo de grande importância nas políticas sociais e ambientais, sendo que a maior fração desses resíduos é orgânica. Uma das maneiras mais viáveis para lidar com esse material é a compostagem.

O artigo em estudado, feito por um componente da Equipe de Educação Ambiental e uma bolsista da Universidade Estadual de Feira de Santana na Bahia, teve o objetivo de abordar a importância do monitoramento da compostagem do lixo orgânico produzido pelo Campus-UEFS, cuja a intenção é adaptar à realidade local, a fim de obter um composto de boa qualidade.

Com o passar dos tempos o homem passou a utilizar os recursos naturais de forma inconsequente gerando, descontroladamente, resíduos das mais diversas formas. O crescimento populacional e a ampliação do sistema de produção e consumo industrialacarretam o aumento da produção de resíduos sólidos urbanos.

Segundo a Norma Brasileira NBR 10004 de 1987 - Resíduos Sólidos – Classificação, os resíduos sólidos são: “aqueles resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de atividades da comunidade de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnicas e economicamente inviáveis em face a melhor tecnologia disponível”.

Esse aumento de resíduo sólido urbano acentua cada vez mais a problemática da disposição final desses resíduos, tornando-se necessária a criação de métodos seguros para a sua destinação final e seu reaproveitamento racional. Segundo a CNUMAD Conferência das Nações

Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento - 1991, a produção média de lixo por pessoa, no Brasil, é de 600 gramas, em 2000 segundo a tabela 110 (Quantidade diária de lixo coletado, por unidade de destino final do lixo coletado, segundo as Grandes Regiões, Unidades da Federação, Regiões Metropolitanas e Municípios das Capitais – 2000) produzia-se cerca de228 413 t/dia lixo no Brasil o que com uma população composta por 169.872.856 habitantes gerava uma média de1,34 kg de lixo/pessoa/dia. Em 1996, data do publicação do artigo considerava-se que 60% desse lixo era de origem orgânica, segundo Jardim e Wells (1995) o lixo doméstico é composto por: 65% de matéria orgânica. Considerando as respectivas porcentagemobtemos dois dados a de que a produção “per capita” desse tipo de lixo é de 360 gramas/pessoa/dia em 1996 e874 gramas/ pessoa/dia em 2000 sendo esse lixo orgânico jogado, na maioria das vezes, em grandes lixões de forma inadequada causando impactos ambientais, como serão apresetados mais a diante.

COMPOSTAGEM

Segundo Pereira Neto (1987) a compostagem pode ser definida como um processo aeróbico controlado desenvolvido por uma população mista de microorganismos, efetuado em duas fases distintas:

• FASE OXIDATIVA

Ocorrem as reações bioquímicas de oxidação mais intensas, predominantemente termofílicas, ou seja, como é uma reação de degradação da matéria orgânica na presença de oxigênio, ela é exotérmica (libera calor) e o produto é CO2 e H2O.

• FASE DE MATURAÇÃO

Nessa fase ocorre o processo de humificação. É também chamada de fase fria, pois ocorre o decréscimo da temperatura.

A matéria-prima para o processo pode ser constituída de : restos vegetais, resíduos animais e lixo urbano, separados na fonte na fonte geradora (supermercados, feiras livres, restaurantes e cozinhas residenciais.

Definição - O que é Húmus

Material orgânico inerte, finamente dividido, resultante da decomposição microbiana de plantas e substâncias animais, composto aproximadamente de sessenta por cento de carbono, seis por cento de nitrogênio."É a matéria orgânica do solo, contem a maior parte do nitrogênio que se encontra em solos naturais. A presença de húmus torna o solo um meio favorável para as complicadas reações químicas e processos de transporte de minerais necessários ao desenvolvimento das plantas superiores"

"Restos orgânicos, principalmente vegetais (folhas) num estado avançado de decomposição, parcialmente misturado com o solo (turfas; matéria orgânica; fonte importante de nutrientes minerais; terra vegetal)"

"É o constituinte orgânico característico do solo; é um complexo de substâncias escuras e gelatinosas" (Negret, 1982).

Assim, o húmus é considerado o mais completo adubo, apresentando as seguintes características físico-químicas: não possui cheiro (inodoro), uma substância asséptica, rico em micronutrientes (ferro, boro, cobre, zinco, molibidênio, cloro) e macronutrientes (potássio, nitrogênio, fósforo)

Diante dessas propriedades, a formação do húmus (chamado humificação) repõe os minerais no solo, corrigindo a debilidade de nutrientes proporcionalmente às necessidades dos vegetais, tornando a terra mais

estável e apropriada para as mais diversas culturas, ou seja, um excelente fertilizante.

ETAPAS DA DECOMPOSIÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO

O ataque inicial aos materiais recentemente incorporados é realizado pelos componentes da mesofauna do solo como as oligoquetas, térmitas, formigas, entre outros. Paralelamente, ocorrem transformações conduzidas por enzimas extracelulares produzidas por microorganismos ou exsudados radiculares.

A fase inicial da biodegradação microbiana é caracterizada pela perda rápida dos compostos orgânicos prontamente decomponíveis (açúcares, proteínas, amido, celulose, etc), sendo as bactérias especialmente ativas nesta fase de decomposição. Na fase seguinte, produtos orgânicos intermediários e protoplasma microbiano recentemente formado, são biodegradados por uma grande variedade de microorganismos, com a produção de nova biomassa e liberação de CO2. O estágio final é caracterizado pela decomposição gradual de compostos mais resistentes, exercida pela atividade de actinomicetos e fungos. Desde o ponto de vista da evolução da matéria orgânica do solo, existem conceitualmente dois processos, a degradação ou mineralização, e a humificação. No processo de mineralização, os microorganismos envolvidos consomem de 70 a 80% do material orgânico envolvido, transformando-os em CO2 e H2O, restando de 20 a 30% de compostos fenólicos e compostos lignificados parcialmente transformadosque darão origem às substâncias húmicas. A matéria orgânica do solo pode ser dividida em dois grupos fundamentais.

O primeiro está formado por compostos bem definidos quimicamente, geralmente incolores e que são exclusivos do solo. A maioria destas substâncias são compostos simples, de baixo peso molecular, utilizado geralmente pelos microorganismos como substrato, portanto de existência transitória. Entre estes compostos se encontram proteínas e aminoácidos, carboidratos simples e complexos, resinas, ligninas, álcool, auxinas, aldeídos e ácidos aromáticos e alifáticos.

Estes compostos constituem aproximadamente, de 10 a 15% da reserva total do carbono orgânico nos solos minerais. O segundo é representado pelas substâncias húmicas propriamente ditas, constituindo de 85 a 90 % da

reserva total do carbono orgânico, Kononova (1982). Estas substâncias são amplamente distribuídas sobre a Terra, encontrando-se no solo ou nas águas. Originam-se da degradação química e biológica de resíduos orgânicos e da atividade sintética da biota do solo, demonstrado no Esquema 1. Os produtos então formados associam-se em estruturas complexas mais estáveis, de coloração escura, elevado peso molecular, separadas com base em características de solubilidade. Classificam-se em:

• Humina- fração insolúvel em meio alcalino ou em meio ácido diluído. Possui reduzida capacidade de reação.

• Ácidos Húmicos-fração escura solúvel em meio alcalino, precipitando-se em forma de produto escuro e amorfo em meio ácido. Quimicamente são muito complexos, formados por polímeros compostos aromáticos e alifáticos com elevado peso molecular, e grande capacidade de troca catiônica. Combina-se com elementos metálicos formando humatos, que podem precipitar (humatos de cálcio, magnésio, etc.) ou permanecer em dispersão coloidal (humatos de sódio, potássio, amônio, etc.).

• Ácido Fúlvico - fração colorida que se mantém solúvel em meio alcalino ou em meio ácido diluído. Quimicamente são constituídos, sobretudo, por polissacarídeos, aminoácidos, compostos fenólicos, etc. Apresentam um alto conteúdo de grupos carboxílicos e seu peso molecular é relativamente baixo. Combinam-se com óxidos de Fe, Al, argilas e outros compostos orgânicos. Possuem propriedades redutoras e formam complexos estáveis com Fe, Cu, Ca e Mg.

• Ácidos Hymatomelânicos- fração dos ácidos húmicos solúveis em álcool.

Controle de aeração

O processo de compostagem proposto na UEFS é aeróbico, portanto os organismos que são estimulados necessitam de oxigênio para degradaros resíduos orgânicos. Com o passar do tempo a pilha de compostagem perde oxigênio em seu interior, seja pelas reações bioquímicas que ocorrem provocando o aumento da temperatura no interior da pilha, seja pela compactação da massa orgânica devido a degradação, reduzindo assim o ar no interior do resíduo. A introdução de oxigênio do ambiente para dentro da massa é realizado manualmente, necessitando do reviramento das partes da pilha de compostagem, para que ocorra um resfriamento, sendo este o

nivelador das temperaturas muito altas ou muito baixas, observadas durante o processo.

O teor de oxigênio é o fator mais importante na compostagem, pois possibilita o processo aeróbico e permite a respiração e metabolismo dos microorganimos. A faixa ideal para o teor de oxigênio varia de 14% a 17%, enquanto que teores inferiores a 10% impossibilitam a copostagem aeróbica. A demanda biológica de oxigênio varia durante a decomposição orgânica.

Verificação do grau de umidade

O método utilizado é manual. Coleta-se “in-loco” uma amostra de pilha de compostagem, e com a mão (com luva), aperta-se esta amostra para verificar o grau de umidade.

O grau de umidade indicado para o processo de compostagem é de 40% a 60% (KIEHL, 1985). No experimento em questão, o monitoramento deste íncide foi no sentido de mantê-lo dentro dessa faixa: regando quando a amostra indicava aridez e revolvendo a pilha quando a amostra indicava escorrimento. O controle manual mostrou ser altamente rápido e confiável.

(Crítica) Como pode-se afirmar que esta taxa de 40% a 60% de umidade pode ser verificada manualmente apenas com o ato de apertar a amostra com a mão?

Impactos ambientais da acamodação inadequada do lixo orgânico em aterros irregulares ou ambientes a céu aberto

O lixo orgânico depositado de forma inaqueda se torna depósito de vetores patogênicos e biológicos, tornando-se um perigo a saúde coletiva.

(1)

Visão ambiental

Brasil é o terceiro maior produtor de lixo do mundo, cerca de 220 milhões de toneladas/dia são descartados, aproximadamente 1,2 kg diários por pessoas, apenas 58% do lixo recolhido têm alguma destinação adequada. Portanto, 42% do lixo do pais é jogado sem qualquer preocupação com o meio ambiente, em lixões tornando grandes depósitos de vetores biológicos e patogênicos, em bueiro provocando o entupimento em massa desse em épocas de chuvas fortes causando as terríveis enchentes, em rios tornando sua águas poluídas (rio tiete – SP) e em solos que precede a lençóis freáticos levando a sua contaminação.

O objetivo do trabalho analisado é transformar os lixo orgânico em algo reutilizavel para que não vá parar em lugares inadequados. Com isso difundindo a educação ambiental gerando formas de estabelecer soluções químicas para os problemas ambientais.

Impactos AmbientaisCaso não haja a realização da compostagem, há a formação do chorume, o qual é uma substância líquida resultante do processo de putrefação (apodrecimento) de matérias orgânicas. Este líquido é muito encontrado em lixões e aterros sanitários. É viscoso e possui um cheiro muito forte e desagradável (odor de coisa podre). 

Problemas gerados O processo de tratamento do chorume é muito importante para o meio ambiente. Caso não seja tratado, ele pode atingir lençóis freáticos, rios e córregos, levando a contaminação para estes recursos hídricos. Neste caso, os peixes podem ser contaminados e, caso a água seja usada na irrigação agrícola, a contaminação pode chegar aos alimentos (frutas, verduras, legumes, etc). Em função da grande quantidade de matéria orgânica presente no chorume, este costuma atrair moscas que também podem trazer doenças aos seres humanos.

Também conhecido como líquido percolado, o chorume apresenta uma

coloração bastante escura, odor forte característico, além de uma textura

viscosa. Sua composição varia de acordo com diversos fatores, como, por

exemplo, o tipo de detritos descartados sobre o solo, o tipo de solo da

região, o teor de umidade do local, a quantidade de oxigênio distribuída, a

forma como foi implantado o aterro sanitário, sua localização em relação

ao lençol freático, entre outros.

Ao circular pelo solo em que o lixo foi depositado, o chorume carrega

microrganismos, metais pesados, nitratos e fosfatos e muitas outras

substâncias. Dessa forma, é possível que o líquido atinja o lençol freático

(reservatório de água subterrânea proveniente da água da chuva infiltrada

no solo), poluindo-o. Quando o lençol freático é contaminado pelo

chorume, as águas superficiais, como rios, lagos e minas também são

poluídas, uma vez que são abastecidas por ele. Com a contaminação da

água, as espécies aquáticas e as plantações irrigadas também são

acometidas.

O chorume apresenta, ainda, uma elevada concentração de demanda

biológica de oxigênio (DBO), um parâmetro utilizado para determinar a

quantidade de oxigênio necessária na degradação da matéria orgânica por

processos bioquímicos. O aumento desse índice representa um grave

problema ambiental: quando a necessidade de oxigênio é muito alta, pode

ocorrer, como alternativa, a decomposição anaeróbia da matéria (sem

presença de oxigênio), o que leva à produção de gases tóxicas

como metano, gás carbônico, mercaptanas, amônia, fenóis e outros.

Conclusão

Os resultados de pH, sólidos voláteis, micronutrientes e macronutrientes encontrados no composto produzido na UEFS, são interpretados como aceitáveis e, portanto, configura-se um composto de boa qualidade segundo os parâmetros estipulados nos estudos e livros do assunto.

O monitoramento na compostagem é muito importante. Caso haja negligência no controle do processo, o composto obterá uma qualidade indesejável, podendo ser nocivo ao ambiente, além de possuir mau odor e presença de vetores.

A separação do lixo orgânico na fonte geradora permite obter um composto isento de materiais estranhos, tais como cacos de vidro, plásticos e metais, que servem para comprometer a qualidade do composto e oferecer risco para quem estiver manejando o composto.

O triturador tipo martelo utilizado não é adequado ao tipo de resíduo orgânico produzido na UEFS, uma vez que o tamanho das partículas obtidas foi de 80mm, valor alto comparado com a faixa de 20 a 50mm indicado por Pereira Neto, (1981).

A compostagem tem sido um instrumento importante para Educação Ambiental, pois permite mostrar, na prática, o ciclo do lixo orgânico na Universidade: geração descarte, coleta, transformação (lixo - composto) e sua utilização como recondicionador do solo, podendo relacioná-la com os princípios básicos de Ecologia: ciclo da matéria e energia e também a compostagem no Campus tem despertado interesse dos alunos dos cursos de Biologia e Engenharia, possibilitando um trabalho interdisciplinar.

O processo de compostagem na UEFS permite mostrar, aos

administradores públicos, ser uma forma viável para tratamento da parcela

orgânica do lixo urbano.

Referências

(1) <http://www.mma.gov.br/estruturas/sedr_proecotur/_publicacao/140_publicacao09062009031109.pdf> acessado em 13 de junho de 2015

(2) Junior, A. E. Projeto industrial para aeração automatica de leiras de compostagem orgânica. Universidade Federal de Uberlândia. 2012

(3) Dias, F. M. S; Mendes, S. V. L Métodos de monitoramento no processo aeróbico de compostagem – EEA/UEFS. Feira de Santana, 1996.

Métodos de monitoramento no processo aeróbico de compostagem – EEA/UEFS

Alunos: Hellen Cristine E. Ribeiro

Pâmela Alves

Rávila Almeida

Stefany Miranda

17 de junho de 2015Goiânia