Copper concentrations in surface runoff water in a soil to which a copper rich urban biosolids was applied

H. Domingues¹, M.G. Serrão¹, J.C. Martins¹, M.A. Castelo-Branco¹, O.R. Monteiro¹, M.L. Fernandes¹, F. Pires¹, A.M. Campos², C. Horta², A. Salgueiro³

& A. Dordio⁴

RESUMO

A utilização de lamas residuais urbanas (LRU) em solos agrícolas contribui para o incremento da sua fertilidade e reciclagem destes resíduos, mas as concentrações de alguns metais podem limitar os níveis de aplicação. Neste trabalho, avaliam-se os teores de cobre (Cu) nas águas de escorrimento superficial, num ensaio semeado com uma consociação pratense de leguminosas e gramíneas, em que foi aplicada LRU com elevada concentração de Cu (2042 mg kg^-1). O ensaio, em blocos casualizados, foi instalado, em Mértola, num Luvissolo Háplico (LVha), de declive médio de 15%, com três níveis de LRU de Évora (L0 = 0, L1 = 12 e L2 = 24 t/ha) e duas repetições. Em cada talhão (48 m²), foram instalados dispositivos de erosão de chapa zincada (4 m²) aos quais se acoplaram depósitos de polietileno (80 L), para recolha de águas de escorrimento superficial. Analisou-se o Cu nas águas de escorrimento colhidas em 2002 (sete datas), 2003 (cinco datas) e 2004 (duas datas). De acordo com o Decreto-Lei 236/98, que normaliza a qualidade da água, a concentração de Cu foi inferior ao valor limite de emissão (1,0 mg L^-1) para a descarga de águas residuais e inferior ao valor máximo recomendado (0,2 mg L^-1) para as águas de rega. Relativamente aos resultados obtidos, em 2002 pode estimar-se que seriam necessários cerca de 75397 anos para esgotar o Cu adicionado ao solo na modalidade L2. Com base nos valores de 2004, seriam indispensáveis 47123 e 100016 anos para escorrer o Cu nas modalidades L1 e L2, respectivamente. Não foi possível quantificar a duração da perda do elemento com os resultados de 2003, devido à superioridade do valor de Cu escoado em L0, relativamente aos das outras modalidades. O Cu proveniente da aplicação desta LRU teve um arrastamento reduzido, podendo afirmar-se que não terá um efeito poluente através da água de escorrimento superficial nos recursos hídricos superficiais e subterrâneos da região.

ABSTRACT

Agricultural land spreading of urban biosolids (UB) contributes to increase soil fertility and also for its recycling, but the concentrations of some metals may restrict the application rates. In this work, the copper (Cu) concentrations in surface runoff water (SRW) were evaluated, in a field experiment of application of UB with a high Cu concentration (2042 mg kg^-1) with a sown pasture mixture. The field experiment was a randomised block design, with three UB rates from Évora (L0 = 0, L1 = 12, and L2 = 24 t/ha), and two replicates. It was established on a Haplic Luvisol, in Mértola, with a mean slope of 15%. Erosion devices of zinc plate (4 m²) were installed in each plot (48 m²) to which polyethylene reservoirs were connected (80 L) to collect the SRW. The SRW sampled in 2002 (seven dates), 2003 (five dates) and 2004 (two dates) were analysed for Cu. According to the Decreto-Lei nº 236/98, which sets out requirements for the water quality, the SRW Cu concentrations were lower than the emission value (1,0 mg L^-1) for the wastewater discharge and they were also lower than the maximum recommended value (0,2 mg L^-1) for irrigation water. From the data obtained in 2002, about 75397 years would be required to drain the Cu added to the soil through the UB L2 rate. From the results got in 2004, about 47123 and 100016 years would be needed to remove the Cu from the UB L1 and L2 rates, respectively. As regard to 2003, it was not possible to quantify the loss of the element, as the Cu concentration at the L0 rate was higher than at the other rates. The Cu from the application of this UB had a reduced dragging and will not be pollutant to the surface-water and groundwater resources of the region.

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¹ Estação Agronómica Nacional, Quinta do Marquês, 2784-505 OEIRAS; e-mail: HerminiaDomingues@portugalmail.pt;

² Direcção Regional de Agricultura do Alentejo DRAAL, Quintada Malagueira, Apartado 83, 7001 ÉVORA, e-mail: culturas.arvenses@draal.min-agricultura.pt;

³ Finalista de Eng. de Recursos Naturais e Ambiente, ESACB; e-mail: salixsp@hotmail.com;