Sewage sludge and its agricultural potential

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i3.26200

Keywords:

Ground; Waste; Use.

Abstract

The sewage consists of the water used in daily activities, used for washing clothes or dishes, in the shower, in the toilet flushing or in the sink. This waste water contains impurities, consisting of a mixture of debris, food scraps, detergents, urine, feces and other substances.When thrown directly into the environment, it generates a strong and fetid odor, in addition to containing harmful bacteria, causing diseases. When properly treated, sludge is called biosolid, and its agroforestry reuse can be an attractive alternative. Thus, the present study aims to identify the biosolid, characterize the treatment process and the composition of the material, report its utilities associated with agriculture and recovery of degraded areas, as well as regulations and legislation in force regarding this residue. The work was carried out through a bibliographic survey that brings together relevant subjects about biosolids, characteristics of biosolids, sewage sludge, use in agriculture, in order to provide a more enlightening and relevant knowledge for the scientific community of ​​sewage sludge treatment area, converting it into biosolid, its characterization and application in agriculture in the most varied aspects.

References

Abreu, A. H. M. de Alonso, J. M. Melo, L. A. de Leles, P. S. dos S. & Santos, G. R. dos. (2019). Caracterização de biossólido e potencial de uso na produção de mudas de Schinus terebinthifolia Raddi. Eng. Sanit Ambient, 24 (3), 591-599. https://doi.org/10.1590/s1413-41522019108265

Abreu, A. H. M. (2014). Biossólido na produção de mudas florestais - Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais e Florestais). Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 79.

Alves, P. F. S. Albuquerque, H. C. de. Sampaio, R. A. Zuba Junio, G. R. Fernandes, L. A. & Rodrigues, M. N. (2021) Heavy metals and sodium concentrations in soil and sunflower crops fertilized with sewage sludge. Research, Society and Development. 10(12), 1-9. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i12.20734

Andreoli, C. V. Von Sperling, M. & Fernandes, F. (Org.). (2014). Lodo de esgotos: tratamento e disposição final. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, UFMG Curitiba: SANEPAR, 484 p. Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, 6.

Araújo Neto, S. E. de Galvão, R. O. Ferreira, R. L. F. Parmejiani, R. S. & Negreiros, J. R. da S. (2010). Plantio direto de cebolinha sobre cobertura vegetal com efeito residual da aplicação de composto orgânico. Ciência Rural, Santa Maria, RS, 40(5). https://doi.org/10.1590/S0103-84782010000500033

Antonkiewicz, J. Popławska, A. Kołodziej, B. Ciarkowska, K. Gambuś, F. Bryk, M. & Babula, J. (2020). Application of ash and municipal sewage sludge as macronutrient sources in sustainable plant biomass production. Journal of environmental management, London, 264(110450), 1-9. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110450

Baird, C. & Cann, M. (2011). Química Ambiental. (4a ed.), Bookman. 844p.

Barceloux D. G. (1999). Journal Toxicol Clin Toxicology, 37(2), 272-292.

Beltrame, T. F. Beltrame, A. F. Lhamby, A. R. & Pires, V. K. (2016). Efluentes, resíduos sólidos e educação ambiental: Uma discussão sobre o tema. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental. 20(1), 283−294. https://doi.org/105902/2236117015827

Brasil. Lei n° 12.305, de 02 de agosto de 2010. Diário Oficial [da] República Federativa do Brasil. Brasília, DF, 02 ago. 2010. Disponível em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm. Acesso em: 19 jan. 2022.

Bittencourt, S. Aisse, M. M. & Serrat, B. M. (2017). Gestão do uso agrícola do lodo de esgoto: estudo de caso do estado do Paraná, Brasil. Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro, 22(6), 1129-1139. https://doi.org/10.1590/S1413-41522017156260

Campos, M. C.C. (2010). Atributos dos solos e riscos de lixiviação de metais pesados em solos tropicais. Ambiência. Guarapuava-PR, 6(3), 547-565.

Carvalho, E. H. & Andreoli, C. V. (2015). Lodos de fossa e tanque séptico: orientações para Definição de Alternativas de Gestão e Destinação. 1. ed, 450p.

CETESB. (1999). Aplicação de lodos de sistemas de tratamento biológico em áreas agrícolas – critério para projeto e operação: manual técnico. São Paulo. ABIA, 4230.

Cezar, R. Silva, M. Colonese, J. Bidone, E. Egler, S. Castilhos, Z. & Polivanov, H. (2011). Influence of the properties of tropical soils in the toxicity and bioavailability of heavy metals in sewage sludge-amended lands. Environmental Earth Science, 66(8), 2281-2292. https://doi.org/10.1007/s12665-011-1449-2

Collivignarelli, M. C. Canato, M. Abbà, A. & Carnevale Miino, M. (2019). Biosolids: what are the different types of reuse? Journal of Cleaner Production, 238(117844), 1-21. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117844

CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 375 e n° 380, de 29 de agosto de 2006, Brasília, DF: Conama, 2006. Disponível em: http://www.mma.gov.br/port/conama/res06/res37506.pdf. Acesso em: 20 jan. 2022.

Deus, A.S. Abrahão, R. Santos, R. F. Dos Araújo, L de S. Carneiro, K. de A. A. Uyeda, C. A. Demartelaere, A. C. F. Diniz, D. de P. Efeito do biossólido de indústria têxtil para o solo e para a produção do capim-elefante. Brazilian Journal of Development, 6(7), 50331-50348. https://doi.org/10.34117/bjdv6n7-620

Eid, E. M., Shaltout, K. H., Alamri, S. A. M., Alrumman, S. A., Hussain, A.A., Sewelam, N., El-Bebany, A. F., Alfarhan, A. H., Picó, Y., & Barcelo, D. (2021). Prediction models based on soil properties for evaluating the uptake of eight heavy metals by tomato plant (Lycopersicon esculentum Mill.) grown in agricultural soils amended with sewage sludge. Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(5), 105977. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105977

Faria, W. M. Figueiredo, C. C. De Coser, T. R. Vale, A. T. & Schneider, B. G.(2017). Is sewage sludge biochar capable of replacing inorganic fertilizers for corn production? Evidence from a two-year field experiment. Archives of Agronomy and Soil Science, 64(4), 505–519. https://doi.org/10.1080/03650340.2017.1360488

Ferreira, M. M. (2010). Caracterização física do solo. In: Lier, Q. J. van (ed.). Física do solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1-27.

Ferrer, A. Oña, J. De Osorio, F. Mochón, I. (2011). Evolution of the soi and vegetation cover on road embankments after the application of sewage sludge. Water Air Soil Pollution, 214(1-4), 231–240. https://doi.org/10.1007/s11270-010-0419-8

Freddi, L. A. (2019). Riscos associados à aplicação do lodo de esgoto na agricultura. Revista científica ANAP Brasil, 12(24), 1–11. https://doi.org/10.17271/19843240122420191982

Gonçalves Jr. A. C., Selzlein, C. Nacke, H. (2009). Uso de biomassa seca de aguapé (Eichornia crassipes) visando à remoção de metais pesados de soluções contaminadas. Acta Scientiarum Technology, 31(1), 103-108. https://doi.org/10.4025/actascitechnol.v31i1.3166

Gonçalves, R. F. (1998) Caracterização, técnica de remoção e reciclagem agrícola do lodo de lagoas de estabilização. Curitiba: PROSAB/FINEP, (Edital 01/96).

Guedes, M. C. Andrade, C.A.Poggiani, F. Mattiazzo, M. E.(2006). Propriedades químicas do solo e nutrição do eucalipto em função da aplicação de lodo de esgoto. Rev. Bras. Ciênc. Solo, 30(2), 267-280. https://doi.org/10.1590/S0100-06832006000200008

Henry, C. L. Cole, D. W. Harrison, R. B. (1994). Use of municipal sludge to restore and improve site productivity in forest: the pack forest sludge research program. Forest ecology and management, 66(1-3),137-149. https://doi.org/10.1016/0378-1127(94)90153-8

Kratz, D. Wendling, I. Nogueira, A. C. Souza, P. V. de. (2013). Propriedades físicas e químicas de substratos renováveis. Revista Árvore, Viçosa–MG, 37(6), 1103-1113. https://doi.org/10.1590/S0100-67622013000600012

Krob, A. D. Morais, S. P. Selbach, P. A. Bento, F. M. Camargo, F. A. O. (2011). Propriedades químicas de um Argissolo tratado sucessivamente com composto de lixo urbano. Ciência Rural, Santa Maria, 41(3). 433-439. https://doi.org/10.1590/S0103-84782011005000017

Messias, A. S. Silva, H. A. E Lima, V. N. De Souza, J. E. G. de. (2007). Avaliação da mobilidade de micronutrientes em solo tratado com lodo de esgoto. Revista Brasileira de Gestão e Desenvolvimento Regional. 3(3), 193-211. https://doi.org/10.54399/rbgdr.v3i3.93

Melo, W. J. Marques, M. O. (2000). Potencial do lodo de esgoto como fonte de nutrientes para as plantas. In: Bettiol, W. Camargo, O. A., eds. Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto. Jaguariúna: EMBRAPA Meio Ambiente, 109-141.

Melo, C. J. de O. Silva, A. K. T. da Brito, A. S. de Beirão, A. T. M. Oliveira, J. T. de Silva, P. A. (2022) Cravo-da-índia e canela como saborizantes na formulação de doces de abóbora. In: Desafios e Estratégias para Segurança Alimentar Mundial. Ed: 1, Editora Amplla. 97–107. https://10.51859/amplla.des1788-9

Moreira, S.De F.. Santos, S. D. de O. Sardinha, A. S. Júnior, A. P. (2019). O Lodo de ETE como alternativa para a recuperação do solo em áreas degradadas. Brazilian Applied Science Review, Curitiba, 3(3), 1564-1585. https://doi.org/10.34115/basrv3n3-006

Montelo, B. M. Sindeaux, E. do N. Cunha, S.C. Sousa, V.C.S. Gatti, V.C. do M. Barata, H. da S. Silva, C. R. da . Silva, P. A. Coelho, A. L. (2021) O impacto da COVID-19 na saúde mental de enfermeiros que atuam na pandemia: uma revisão de literatura. Pesquisa, Sociedade e Desenvolvimento, 10(15),1-10. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i15.22066

Mumbach, G. L. Oliveira, D. A. Warmling, M. I. Gatiboni, L. C. (2018). Quantificação de fósforo por Mehlich 1, Mehlich 3 e Resina Trocadora de Ânions em solos com diferentes teores de argila. Revista Ceres, 6(6),546-554. https://doi.org/10.1590/0034-737X201865060010

Novaes, R. F. Alvarez V. H. Barros, N. F. Fontes, R. L. Cantarutti, R. B. & Neves, J. C. L. (2007). Fertilidade do solo. Viçosa, MG: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1017 p.

Oliveira, F. C. Matiazzo, M. E. Marciano, C. R. & Rosseto, R. (2002). Efeitos de aplicações sucessivas de lodo de esgoto em Latossolo Amarelo distrófico cultivado com cana-de-açucar: carbono orgânico, condutividade elétrica, pH e CTC. Rev. Bras. Ciênc. Solo, 26(2), 505-519. https://doi.org/10.1590/S0100-06832002000200025

Peirano, M. M. F. (2003). Remoção de metais pesados no tratamento biológico-sistema biológico tipo lodos ativados. Revista Gerenciamento Ambiental, 24, 51-53.

Paz-Ferreiro, J. Nieto, A. Méndez, A. Askeland, M. & Gascó, G. (2018). Biochar from biosolids pyrolysis: a review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(5), 956. https://doi.org/10.3390/ijerph15050956

Pereira, R. D. Takenaka, E. M. M. & Fluminhan Jr, A. (2013). Reciclagem agrícola de biossólidos: aspectos ambientais e aceitação pública. Colloquium Humanarum, Presidente Prudente, 10(2), 90-101, https://doi.org/10.5747/ch.2013.v10.n2.h145

Pires, A. M. M. (2006). Uso agrícola do lodo de esgoto: aspectos legais. Embrapa Meio Ambiente. Jaguariúna, 4.

Poleto, C. & Martinez, L. L. C. (2011). Sedimentos Urbanos: Ambiente e Água. Holos Environment, 11(1), 1- 15. https://doi.org/10.14295/holos.v11i1.3053

Rastetter, N. & Gerhardt, A. (2017). Toxic potential of different types of sewage sludge as fertiliser in agriculture: ecotoxicological effects on aquatic, sediment and soil indicator species. Journal of Soils Sediments, 15(3), 565–577. https://doi.org/10.1007/s11368-016-1468-4

Rehman, R. A. Rizwan, M. Qayyum, M. F. Ali, S. Zia-Ur-Rehman, M. Zafar-Ul-Hye, M. Hafeez, F. & Iqbal, M. F. (2018). Efficiency of various sewage sludges and their biochars in improving selected soil properties and growth of wheat (Triticum aestivum). Journal of environmental management, London, 223, 607-613. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.06.081

Rigby, H. Clarke, B. O. Pritchard, D. L. Meehan, B. Beshah, F. Smith, S. R. & Porter, N. A. (2016). A critical review of nitrogen mineralization in biosolidsamended soil, the associated fertilizer value for crop production and potential for emissions to the environment. Science of the Total Environment. London, 541(541), 1310- 1338. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.08.089

Sampaio, T. F. Guerrini, I. A. Backes, C. Heliodoro, J. C. A. Ronchi, H. S. Tanganelli, K. M. & Oliveira, F. C. (2012). Lodo de esgoto na recuperação de áreas degradadas: efeito nas características físicas do solo. Revista Brasileira de Ciência Do Solo, 36(5),1637–1645. https://doi.org/10.1590/s0100-06832012000500028

Santos, H. M. N. Borges, A. A. S. Cândida, A. C. & Fehr, M. (2010). Educação ambiental e resíduos sólidos em Araguari/MG. Brasil. Revista da Católica, Uberlândia, 2(3), 136-152.

Segura-Muñoz S. I. Takayanagui, A. M. M. Lopes, T. M. Trevilato, T. M. B. & Hering, S. (2003). Estudo do efeito neurotóxico da exposição ocupacional ao mercúrio, ao chumbo e ao manganês utilizando como ferramenta metodológica a Revisão Sistemática de Literatura. Mundo Saúde 27(4), 589-595.

Souza, M. T. D. Silva, M. D. D., & Carvalho, R. D. (2010). Revisão integrativa: o que é e como fazer. Einstein (São Paulo), 8(1), 102-106. https://doi.org/10.1590/S1679-45082010RW1134

Maeda, S. Soares, M. T. S. & Dias, M. V. (2021). Aplicação de resíduos agropecuários, urbanos e industriais em plantios de eucalipto. In: OLIVEIRA, E. B. de PINTO JUNIOR, J. E. (Ed.). O eucalipto e a Embrapa: quatro décadas de pesquisa e desenvolvimento. Brasília, DF: Embrapa, 555-587.

Silva, R.R. Siqueira, E. Q. & Nogueira, I. S. (2018). Impactos ambientais de efluentes de laticínios em curso d’água na Bacia do Rio Pomba. Revista de Engenharia Sanitária e Ambiental, Rio de Janeiro, 23(2), 217-228. https://doi.org/10.1590/S1413-41522018138062

Silva, M. V. Chaer, G. M. Santos Leles, P. S. dos Resende, A.S. de, Silva, E.V. da, & Barros, T. D. O. C. (2020). Uso de biossólido em plantios de espécies da Mata Atlântica. Scientia Forestalis, 48(126), 1-14. https://doi.org/10.18671/scifor.v48n126.16

Silva, F. A. de M Nunes, G. M., Zanon, J. A. Guerrini, I. A. & Silva, R. B. da. (2018). Resíduo agroindustrial e lodo de esgoto como substrato para a produção de mudas de Eucalyptusurograndis. Ciência Florestal, Santa Maria, 28(2), 827-828. https://doi.org/10.5902/1980509832101

Srivastava, V. (2016). Biological response of using municipal solid waste compost in agriculture as fertilizer supplement. Reviews in Environmetal Science and Biotechnology, 15(4), 677–696. https://doi.org/10.1007/s11157-016-9407-9

Straus, E. L. (2013). Normas de utilização de lodos de esgoto na agricultura. In: Bettiol, W. & Strojaki, T. V Silva, V. R. Somavilla, A. Ros, C. O. Moraes, M. T. Atributos químicos do solo e produtividade de girassol e milho em função da aplicação de composto de lixo urbano. Pesquisa Agropecuária Tropical (Agricultural Research in the Tropics), 43(3), 278-285. https://doi.org/10.1590/S1983-40632013000300002

Strojaki, T. V. Silva, V. R. Somavilla, A. Ros, C. O. & Moraes, M. T. (2013). Atributos químicos do solo e produtividade de girassol e milho em função da aplicação de composto de lixo urbano. Pesquisa Agropecuária Tropical (Agricultural Research in the Tropics), 43(3), 278-285. https://doi.org/10.1590/S1983-40632013000300002

Stromberger, M. Shah, Z. & Westfall, D. G. (2011). High specific activity in low Microbial biomass soils across a not till evapotranspiration gradiente in Colorado. Soil Biology & Biochemistry. Oxford, 43(1), 97-105. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2010.09.018

Tavares, F. V. & Monteiro, L. (2014). Indicadores de Eficiência Energética na Indústria de Fertilizantes de Amônia. Sistemas & Gestão, 9(2), 216-223. https://doi.org/10.7177/sg.2014.v9.n2.a6

Tavella, L. B., Galvão, R. O. Ferreira, R. L. F. Araújo Neto, S. E. & Negreiros, J. R. S. (2010). Cultivo orgânico de coentro em plantio direto utilizando cobertura viva e morta adubado com composto. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, 41(4), 614-618. https://doi.org/10.1590/S1806-66902010000400014

Tytła, M. Widziewicz, K. & Zielewicz, E. (2016). Heavy metals and its chemical speciation in sewage sludge at different stages of processing. Environmental Technology, 37(7), 899–908.https://doi.org/10.1080/09593330.2015.1090482

Vaz, L. M. & Gonçalves, J. L. M. (2002). Uso de biossólidos em povoamento de eucalipto: efeito em atributos químicos do solo, no crescimento e na absorção de nutrientes. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, 26(3), 747-758. https://doi.org/10.1590/S0100-06832002000300020

Vendrame, P. R.S. Eberhardt, D. N. E. Brito, O. R. Marchão, R. L. Quantin, C. & Becquer T. (2011). Formas de ferro e alumínio e suas relações com textura, mineralogia e carbono orgânico em Latossolos do Cerrado. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, 32(1), 1657-1666. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2011v32Suplp1657

Westphalen, C. Neto J. C. & Carli Já Zirpoli, M. R. O. Aplicação do lodo de esgoto na agricultura. In: Roméro M. A. Philippi J. R. A. Bruna, G. C. Panorama ambiental da metrópole de São Paulo. São Paulo: Signus 2004. p.124-127.

Yu, H. Zou, W. Chen, J. Chen, H. Yu, Z. Huang, J. Tang, H. Wei, X. & Gao, B. (2019). Biochar amendment improves crop production in problem soils: A review. Journal of Environmental Management, 232, 8–21. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.10.117

Zoghlami, R. I., Hamdi, H., Mokni-Tlili, S., Hechmi, S., Khelil, M. N., Ben Aissa, N., Moussa, M., Bousnina, H., Benzarti, S., & Jedidi, N. (2020). Monitoring the variation of soil quality with sewage sludge application rates inabsence of rhizosphere effect. International Soil and Water Conservation Research, 8(3), 245–252. https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2020.07.007

Published

16/02/2022

How to Cite

ARAÚJO, V. dos S. .; SILVA , M. O. .; BRITO , A. S. de .; SOUSA , I. de L. .; NUNES, F. C. .; SOUZA, J. F. M. de .; OLIVEIRA, I. V. de .; SILVA, C. R. da .; CARVALHO, F. I. M. .; SILVA , J. N. da .; SILVA, V. F. A. .; SILVA, P. A. . Sewage sludge and its agricultural potential. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 3, p. e14711326200, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i3.26200. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/26200. Acesso em: 16 apr. 2024.

Issue

Section

Review Article