CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DE BIOCARVÕES PRODUZIDOS A PARTIR DE BIOSSÓLIDO E BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR
Palavras-chave:
Biossólido, Bagaço de cana-de-açúcar, Pirólise, Atributos do SoloResumo
A caracterização adequada de resíduos sólidos é importante, pois possibilita estimar a variabilidade de sua composição, auxiliando na definição do seu uso no solo. O objetivo do presente estudo foi caracterizar matérias-primas e biocarvões produzidos em condições de laboratório, para analisar sua viabilidade de uso no solo. Assim, os biocarvões foram produzidos a partir da amostra seca de biossólido e, de uma amostra seca de bagaço de cana-de-açúcar, separadamente, por meio da pirólise lenta a temperatura de 350°C. Foi utilizado delineamento com cinco repetições, onde os tratamentos foram constituídos por: biossólido puro (BP); bagaço de cana-de-açúcar puro (BCP); biocarvão de biossólido (BB); biocarvão do bagaço de cana-de-açúcar (BBC). A avaliação das matérias-primas e biocarvões foi por meio das análises imediatas, potencial hidrogeniônico, condutividade elétrica, matéria orgânica, nitrogênio total, capacidade de troca catiônica, e espectrometria de fluorescência de raio-X. Os dados obtidos na caracterização dos materiais foram submetidos à análise de variância pelo programa SISVAR. Para comparação de médias, foi utilizado o teste de Tukey a 5% de probabilidade (p<0,05). O BP e o BB obtiveram pH mais alcalino, maior teor de cinzas, maior teor de nitrogênio e capacidade de troca catiônica. Enquanto o BCP e BBC apresentaram maior valor para a matéria orgânica e carbono. As matérias-primas e seus respectivos biocarvões apresentaram características propícias para o uso agrícola, principalmente o BP e o BB, sendo que o BP e o BB podem ser utilizados como corretivo de solos, por apresentarem pH alcalino de 12,02 e 9,64.
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Referências
ALVARENGA, P.; et al. Recycling organic wastes to agricultural land as a way to improve its quality: A field study to ecaluate benefits and risks. Waste Management, v.61, p.582-592, 2017. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.01.004
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS – ASTM D1762-84: Chemicalanalysis of wood charcoal. West Conshohocken: ASTM International, 2007, 2p. Disponível em: <http://www.astm.org> Acesso em: 06 jun. 2020.
AMONETTE, J. E.; JOSEPH, S. Characteristics of Biochar: Microchemical Properties. In: LEHMANN, J.; JOSEPH, S., Eds., Biochar for Environmental Management: Science and Technology, Earthscan, London, 33-52, 2009.
BARBOSA, G. M. C.; FILHO, J. T. Uso agrícola do lodo de esgoto: influência nas propriedades químicas e físicas do solo, produtividade e recuperação de áreas degradadas. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 27, n. 4, p. 565-580, 2006. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2006v27n4p565
BARROS, I. T.; et al. Avaliação agronômica de biossólido tratados por diferentes métodos químicos para aplicação na cultura do milho. Rev. Bras. Engenharia Agrícola e Ambiental, p.630-638, 2011. https://doi.org/10.1590/S1415-43662011000600014
BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A. A disposição do lodo de esgoto em solo agrícola. In: BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A. de. (Ed.). Lodo de esgoto: impactos ambientais na agricultura. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, p.25-36, 2006.
BRASIL. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO – MAPA. Instrução Normativa SDA Nº 17, de 21 de maio 2007.
BRASIL. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução nº 498 de 19 de agosto de 2020. Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília - DF, 21 de agosto de 2020.
BRIDGWATER, A. V. Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading. Biomass Bioenergy, v.38, p. 68-94, 2012. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.01.048
CHEN, X.; et al. Biochar as tool to reduce environmental impacts of nitrogen loss in water-saving irrigation paddy field. Journal of Cleaner Production, v.290, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.125811
CLOUGH, T. J.; CONDRON, L. M. Biochar and the nitrogen cycle: introduction. J. Environ. Qual., v.39, p. 1218-1223, 2010. https://doi.org/10.2134/jeq2010.0204
CONZ, R. F.; et al. Effect of pirolysis temperature and feedstock type on agricultural properties and stability of biochar. Agricultural Sciences, 8, 914-933, 2017. https://doi.org/10.4236/as.2017.89067
DHANKER, R.; et al. Influence of urban sewage sludge amendment on agricultural soil parameters. Environmental Technology & Innovation, v. 23, 2021. https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101642
DOWNIE, A.; CROSCKY, A.; MUNROE, P. Physical properties of biochar. In: LEHMANN, J.; JOSEPH, S (Ed.). Biochar for environmental management: Science and technology. London: Earthscan, p.13-29, 2009.
EL-NAGGAR, A.; et al. Biochar application to low fertility soils: A review of current status, and future prospects. Geoderma, v. 337, p.536-554, 2019. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.09.034
ENDERS, A.; et al. Characterization of biochar to evaluate recalcitrance and agronomic performance. Bioressource Technology, v. 114, p.644-653, 2012. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.03.022
FACHINI, J.; FIGUEIREDO, C. C. Pyrolysis of sewage sludge: physical, chemical, morphological and mineralogical transformations. Brazilian Archives of Biology and Technology, v.65, 2022. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2022210592
FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATION – FAO. The future of food and agriculture, 2017.
HERNANDEZ, T.; et al. Use of compost as an alternative to conventional inorganic fertilizers in intensive lettuce (Lactuca sativa l.) crops-effects on soil and plant. Soil Tillage Res, v. 160, p.14-22, 2016. https://doi.org/10.1016/j.still.2016.02.005
HOU, Q.; et al. Responses of nitrification and bacterial community in three size aggregates of paddy soil to both of initial fertility and biochar addition. Applied Soil Ecology, v. 166, 2021. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2021.104004
JOSEPH, S. D.; et al. Na investigation into the reactions of biochar in soil. Australian Journal of Soil Research, Victoria, v. 48, p. 501-515, 2010. https://doi.org/10.1071/SR10009
LAN, Z. M. et al.; Stoichiometric ratio of dissolved organic carbon to nitrate regulates nitrous oxide emission from the biochar-amended soils. Sci. Total Environ., v.576, p. 559-571, 2017. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10.119
LEHMANN, J.; et al. Biochar effects on soil biota-a review. Soil Biology and Biochemistry, 43, 1812-1836, 2011. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.04.022
LEHMANN, J.; JOSEPH, S. Biochar for environmental management: an introduction. In: LEHMANN, J.; JOSEPH, S. (Eds.), Biochar for Environmental Management: Science and Technology. Earthscan, London, p. 1-12, 2009.
LOBO, T.F.; et al. Manejo do lodo de esgoto e nitrogênio mineral na fertilidade do solo ao longo do tempo. Semina: Ciências Agrárias, v. 34, n. 6, p. 2705-2726, 2013. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2013v34n6p2705
MANCA, A.; et al. Composed sewage sludge with sugarcane bagasse as a comercial substrate for Eucalyptus urograndis seedling production. Journal of Cleaner Production, v. 269, 2020. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122145
MATTANA, S.; et al. Sewage sludge processing determines its impacto n soil microbial Community structure and function. Appl. Soil Ecol., v.75, p.150-161, 2014 https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2013.11.007
MELO, W.; et al. Ten years of application of sewage sludge on tropical soil. A balance sheet on agricultural crops and environmental quality. Sci. Total Environ., v.643, p.1493-1501, 2018. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.254
MELO, W. J.; MARQUES, M. O. Potencial do lodo de esgoto como fonte de nutrientes para as plantas. In: BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A. Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto. Jaguariúna: Embrapa Meio Ambiente, p.109-141, 2000.
PAZ-FERREIRO, J.; et al. Biochar from biosolids pyrolysis: a review. Int. J. Environ. Res. Public Health, v. 15, n.5, 2018. https://doi.org/10.3390/ijerph15050956
PEREIRA, T. V.; SEYE, O. Caracterização física de biomassa local. Enepex, Dourados: UFGD, 2014.
PRADHAN, S.; et al. Biochar from vegetable wastes: agro environmental characterization. Biochar (2), pp. 439-453, 2020. https://doi.org/10.1007/s42773-020-00069-9
RAJKOVICH, S.; et al. Corn growth and nitrogen nutrition after additions of biochars with varying properties to a temperate soil. Biology and Fertility of Soils, PP. 271-284, 2012. https://doi.org/10.1007/s00374-011-0624-7
SAKHIYA, A. K.; ANAD, A.; KAUSSHAL, P. Production, activation, and applications of biochar in recente times. Biochar, 2020. https://doi.org/10.1007/s42773-020-00047-1
SCOTTI, R.; et al. On-farm compost: A useful tool to improve soil quality under intensive farming systems. Appl. Soil Ecol., v. 107, p.12-23, 2016. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2016.05.004
SINGH, B.; SINGH, B. P.; COWIE, A. L. Characterisation and evaluation of biochars for their application as a soil amendment. Australian Journal of Soil Research, Victoria, v. 48, pp. 516-525, 2010. https://doi.org/10.1071/SR10058
SCHMITT, C. C.; et al. From agriculture residue to upgraded product: The thermochemical conversion of sugarcane bagasse for fuel and chemical products. Fuel Processing Technology, v. 197, 2020. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2019.106199
TRAZZI, P. A.; et al. Biocarvão: realidade e potencial de uso no meio florestal. Ciência Florestal, v. 28, 2018. https://doi.org/10.5902/1980509832128
WASTOWSKI, A. D.; et al. Caracterização dos níveis de elementos químicos em solo, submetido a diferentes sistemas de uso e manejo, utilizando espectrometria de fluorescência de raios-x por energia dispersiva. Rev. Química Nova, v. 33, n.7, 1449-1452, 2010. https://doi.org/10.1590/S0100-40422010000700005
YAGMUR, M.; ARPALI, H.; GULSER, F. The effects of sewage sludge treatment on triticale straw yield and its chemical contents in rainfed condition. J. Anim. Plant Sci, v.27, p.971-977, 2017.
ZHANG, H.; et al. Efect of feedstock and pyrolysis temperature on properties of biochar governing end use efcacy. Biomass Bioenerg, 105:136–146, 2017. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2017.06.024
ZHAO, L.; et al. Hetergeneity of biochar properties as a function od feedstock sources and production temperatures. Journal of Hazardous Materials, Amsterdam, v.256-257, p. 1-9, 2013. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2013.04.015