Influência do uso de inóculo aclimatado em processo de compostagem

Influence of the use of acclimatized inoculum in the composting process

RESUMO

A compostagem da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos é um dos tratamentos entendidos como adequado no Brasil, mas cuja adoção é insignificante. A busca por soluções que viabilizem o uso do processo como agente de reintegração da matéria orgânica no ciclo produtivo é o norteador deste trabalho, que teve como objetivo realizar uma avaliação exploratória das consequências, para o processo de compostagem e seus produtos, da adição de inoculante com microrganismos aclimatados. O experimento foi realizado com o uso de resíduos orgânicos e folhas que foram compostados em dois reatores com aeração ativa, sem revolvimento e um deles recebeu o acréscimo de inoculante aclimatado na região do estudo. Foram avaliadas as características físico-químicas e microbianas dos resíduos, monitorados os parâmetros pH e temperatura durante a compostagem e avaliada a qualidade dos materiais resultantes. Os resultados evidenciaram que o uso de inoculante aclimatado garantiu maior eficiência na transformação química do material orgânico, favoreceu a germinação e o crescimento de sementes com o uso de chorume diluído e produziu composto com maiores aptidões para o condicionamento de solos. A partir do monitoramento em tempo real da temperatura, também foi possível constatar que a aeração em batelada pode exercer influência negativa sobre a comunidade microbiana durante o processo de compostagem. A continuidade dos estudos de compostagem com o uso de inoculantes aclimatados é recomendada, uma vez que pode contribuir positivamente para a agregação de macronutriente e comunidade microbiana nas áreas de aplicação do composto e do chorume.

Palavras-chave:
resíduos sólidos urbanos; resíduos orgânicos; microrganismos eficientes; inoculantes

ABSTRACT

The composting of the organic fraction of urban solid waste is one of the treatments considered as adequate in Brazil, but whose adoption is insignificant. The search for solutions that enable the use of the process as an agent for the reintegration of organic matter in the production cycle is the guiding principle of this work, which aimed to perform an exploratory assessment of the consequences, for the composting process and products, of the addition of inoculants with acclimatized microorganisms. The experiment was carried out with the use of organic residues and leaves that were composted in two reactors with active aeration, without mixture, and one of them received the addition of acclimatized inoculant in the region of the study. The physical-chemical and microbial characteristics of the residues were evaluated, the pH and temperature parameters were monitored during composting and the quality of the resulting materials was evaluated. The results showed that the use of acclimatized inoculants ensured greater efficiency in the chemical transformation of organic material, favored the germination and growth of seeds by diluted leachate, and produced compost with greater aptitudes for soil conditioning. From the real-time monitoring of the temperature, it was also possible to verify that the batch aeration can have a negative influence on the microbial community during the composting process. The continuity of composting studies with the use of acclimated inoculants is recommended, since it can positively contribute to the aggregation of macronutrients and microbial communities in the areas of application of the compound and leachate.

Keywords:
urban solid waste; organic waste; efficient microorganisms; inoculants

INTRODUÇÃO

Mundialmente, o percentual de matéria orgânica presente nos resíduos sólidos urbanos (RSU) é de 46%, e considerando o crescimento da taxa de geração de RSU, até o ano de 2025 as cidades irão gerar, anualmente, cerca de 1 bilhão de toneladas de resíduos orgânicos (HOORNWEG; BHADA-TATA, 2012). Os impactos associados à disposição de resíduos orgânicos no solo superam a geração de chorume e de gases de efeito estufa — capazes de serem mitigados tecnologicamente, também estabelecem efeitos sociais negativos decorrentes dos elevados custos de destinação e da perda dos nutrientes e da energia neles contidos (BITTMAN et al., 2019; OLIVEIRA et al., 2019). Nesse cenário, estudos relacionados à digestão anaeróbia, à compostagem e à incineração são realizados como forma de tratamento desses materiais de modo a desviá-los do aterramento (MORERO; VICENTIN; CAMPANELLA, 2017; ORNELAS-FERREIRA et al., 2020).

No Brasil, estima-se que cerca de 100 mil toneladas de matéria orgânica são descartadas diariamente como RSU, das quais 98% são dispostas no solo, em aterros e lixões, e apenas 2% são tratadas (BRASIL, 2011; MMA, 2017; SNIS, 2017). No país, a compostagem é entendida como uma forma de destinação adequada para os resíduos orgânicos e definida como um processo de decomposição biológica controlada em condições aeróbias e termofílicas.

O processo de compostagem ocorre em função da digestão da matéria orgânica pelos microrganismos, na presença de ar e água. Além de CO₂ e vapor de água, o processo gera húmus contendo substâncias minerais com capacidade para ser aplicado no solo e melhorar suas características de produtividade. O processo convencional é viável em condições de clima temperado e possui duração total de até 120 dias (MMA, 2001; TIQUIA et al., 2002; PEREIRA NETO, 2007; BERNAL et al., 1998; BNDES, 2013).

A compostagem é realizada por uma população diversificada de microrganismos com espécies de bactérias, fungos e actinobactérias que se alternam nas diferentes fases de degradação do material (AWASTHI et al., 2018). As condições do material colocado para decomposição, tais como a relação C:N e o tamanho das partículas, assim como as do processo (aeração, umidade e temperatura), são condicionantes do rendimento da compostagem e constante objeto de estudos, com vistas à melhoria de eficiência (FAN et al., 2018; HUBBE; NAZHAD; SÁNCHEZ, 2010).

Conforme mostrado no Quadro 1, estudos relacionados ao uso de inóculo microbiano estão sendo realizados em todos os continentes e apontam para efeitos positivos de um tipo de inóculo, denominado microrganismos eficientes (EM), na aceleração do processo de compostagem e na melhoria das plantas e solos onde o composto com EM foi aplicado. EM podem ser entendidos como inoculantes microbianos produzidos a partir de microrganismos decompositores presentes na serrapilheira, utilizados, em geral, para estimular o crescimento das plantas e a fertilidade do solo na agricultura (MAYER et al., 2010; SINGH et al., 2011).

Quadro 1
Uso de inoculantes em processo de compostagem.

Local da pesquisa	Efeito benéfico em: (1) planta; (2) solo; e (3) compostagem			Referência	Produção (característica do EM ou inoculante) Composição microbiana e concentração (EM/mL)
	1	2	3
Windhoek (Namíbia)	S	S	--	Zimmermann e Kamukuenjandje, 2008	Produção local (3 em 1)
Paraná (Brasil)	--	--	S	Vicentini et al., 2009	--
Zurique (Suíça)	I	--	--	Mayer et al., 2010	Produção local (comercial) 1,3 x 10 ^ 7 UFC bactérias de ácido láctico, 3,3 × 10 ^ 4 UFC bactérias fotossintéticas e 1,3 x 10 ^ 4 leveduras
Wuhan (China)	--	--	S	Hu e Qi, 2013	Streptomyces albus, Propionibacterium freudenreichil, Streptococcus lactis, Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis, Saccharomyces cerevisiae e Candida utilis, além de um número não especificado de Lactobacillus sp., Rhodopseudomonas sp. e Streptomyces griséus (> = 10 ^ 5 organismos)
Tartu (Estônia)	S	S	S	Olle e Willians, 2013	Bactérias fotossintéticas (e.g., Rhodopseudomonas palustris, Rhodobacter sphaeroides), bactérias do ácido lático (e.g., Lactobacillus plantarum, L. casei e Streptococcus lactis), leveduras (e.g., Saccharomyces spp.) e actinomicetos (Streptomyces spp.)
Roraima (Brasil)	--	--	S	Oliveira et al., 2013	Produção local Quatro produções distintas da mesma matriz
Cairo (Egito)	S	--	--	Tallat et al., 2014	Produção local (comercial) Bactérias fotossintéticas (Rhodopseudomonas palustris e Rhodobacter sphaeroides), bactérias do ácido lático (Lactobacillus plantarum, L. casei e Streptococcus lactis), leveduras (Saccharomyces cerevisiae e Candida utilis), actinobactéria (Streptomyces albus e S. griseus) e fungos filamentosos (Aspergillus oryzae, Penicillium sp. e Mucor hiemalis)
Harbin (China)	--	--	S	Xie et al., 2017	Microrganismos criófilos 10 ^ 8 UFC de microrganismos não especificados
Harbin (China)	--	--	S	Zhao et al., 2017	Inóculo local de compostagem anterior Quatro actinomicetos termofílicos celulósicos (Streptomyces sp., Streptomyces sp., Streptomyces sp. e Actinobacteria bacterium) (10 ^ 9 UFC)
Minas Gerais (Brasil)	--	--	S	Ribeiro et al., 2017	--
Pequim (China)	--	--	I	Liu et al., 2018	Produção local Firmicutes, Chloroflexi e Proteobactérias (20.000 U/g de atividade enzimática)
Johor (Malásia)	--	--	S	Fan et al., 2018	Produção local (comercial) 10 ^ 8 UFC bactérias ácidas, leveduras, actinomicetos e 10 ^ 7 UFC de fungos fermentadores
Paraná (Brasil)	--	--	N	Rubio et al., 2018	Produção local do EM com melaço e água sem cloro
Riobamba (Equador)	S	S	--	Morocho e Leiva-Mora, 2019	Bactérias do ácido lático, bactérias fotossintéticas, leveduras, actinomicetos e fungos filamentosos com capacidade fermentativa
Rio de Janeiro (Brasil)	--	--	N	Souza, Carmo e Silva, 2019	Bactérias produtoras de ácido láctico, leveduras, bactérias fotossintéticas, fungos e actinomicetos
Rajasthan (Índia)	S	S	S	Joshi et al., 2019	Bactérias fotossintéticas, bactérias do ácido láctico, leveduras, actinomicetos e fungos fermentadores

• EM: microrganismos eficientes; --: casos em que o parâmetro não foi reportado na pesquisa; S: sim; N: não; I: indiferente.
Fonte: Elaboração dos autores, 2020.

Esses estudos também evidenciam que o pH de ativação do inoculante é ácido, menor do que 3,5 (MAYER et al., 2010; OLLE; WILLIANS, 2013; FAN et al., 2018; RUBIO et al., 2018). Para além dos benefícios já descritos, esses estudos apontam para os seguintes benefícios da incorporação de EM nos processos de compostagem:

Ajuda no controle de pragas e doenças após aplicação do composto no solo (ZIMMERMANN; KAMUKUENJANDJE, 2008; JOSHI et al., 2019);

Melhoria da capacidade fotossintética das culturas com a promoção de adequada germinação de sementes, floração, crescimento e desenvolvimento de frutos, ou seja, reprodução mais bem-sucedida nas plantas (OLLE; WILLIANS, 2013; MOROCHO; LEIVA-MORA, 2019);

Segurança de raízes em solo salinos, melhorando a absorção de nutrientes (N, P, K⁺, Ca⁺², Mg⁺², Fe, Zn e Cu) e o ajuste osmótico (TALLAT et al., 2014);

Melhoria nas estruturas física, química e biológica dos solos após aplicação do composto (ZIMMERMANN; KAMUKUENJANDJE, 2008; OLLE; WILLIANS, 2013; MOROCHO; LEIVA-MORA, 2019);

Enriquecimento da comunidade microbiana e supressão de agentes patogênicos de plantas que causam doenças em diversas culturas (MOROCHO; LEIVA-MORA, 2019; JOSHI et al., 2019);

Redução no tempo de produção de composto (Mayer et al., 2010; Zhao et al., 2017; Xie et al., 2017);

Redução de odor (FAN et al., 2018) do processo de compostagem.

O uso do húmus em solos como condicionante agrícola tem gerado efeitos benéficos no crescimento de plantas, na retenção da umidade do solo e no incremento de organismos (ASADU et al., 2018; RODRIGUES et al., 2019; PELLEJERO et al., 2017). No entanto, cuidados devem ser tomados com o húmus produzido a partir de resíduos orgânicos oriundos de coleta não seletiva, uma vez que Asensio et al. (2018) detectaram concentrações de Cd e Pb acima dos valores de referência no Brasil em compostos produzidos a partir da fração orgânica dos RSU no país.

Estima-se que o estado de São Paulo seja responsável por 10% da geração diária de matéria orgânica proveniente de RSU do Brasil (SÃO PAULO, 2014; SNIS, 2017). Dos 645 municípios pertencentes ao estado, apenas oito possuem usinas de compostagem e 247 aproveitam de formas distintas os resíduos de poda e capina (SÃO PAULO, 2014). Para alterar o cenário vigente, foram definidas metas de redução do percentual de resíduos úmidos dispostos em aterros, com percentuais progressivos, entre 35 e 55%, a serem alcançados entre os anos de 2019 e 2025 (SÃO PAULO, 2014). Isso significa dizer que, até 2019, aproximadamente 7.600 toneladas de matéria orgânica deveriam estar sendo tratadas diariamente.

O município de São José dos Campos, localizado na porção sudeste Paulista e com população de 689 mil habitantes, produz aproximadamente 600 toneladas de RSU, das quais cerca de 50% são de material orgânico (SNIS, 2017; URBAM, 2018). Esses resíduos correspondem à matéria orgânica gerada nos domicílios urbanos, nas atividades de limpeza urbana (podas, capinas e varrição) e àqueles gerados pelas 43 feiras livres, que ocorrem de forma distribuída no território urbano municipal. As feiras produzem principalmente resíduos de caráter orgânico, tais como legumes, frutas, restos de alimentos e verduras (SÃO JOSÉ DOS CAMPOS, 2015). Considerada a necessidade de tratamento dos resíduos orgânicos e as condições presentes no município de São José dos Campos, em relação a produção e coleta segregada dos resíduos das feiras, este projeto foi conduzido no primeiro semestre de 2019 com o objetivo de avaliar os efeitos do uso de inoculante aclimatado na região do estudo, em processo de compostagem com aeração ativa.

METODOLOGIA

O presente trabalho é uma pesquisa exploratória aplicada (GERHARDT; SILVEIRA, 2009; PIOVESAN; TEMPORINI, 1995), que foi planejada para ocorrer em três etapas: obtenção e preparo do material, controle e monitoramento da compostagem, e análise do composto, conforme ilustra a Figura 1.

Figura 1
Síntese das atividades de pesquisa realizadas.

Em conformidade com o padrão usualmente empregado pela operadora de limpeza pública do município de São José dos Campos, os resíduos orgânicos gerados em um dia típico de funcionamento de feira livre municipal foram acondicionados, em contêineres de 240 L, até o término do evento. Posteriormente, esses resíduos foram coletados por caminhão compactador, com capacidade de 12 m³, e transportados até o aterro sanitário. Em pátio impermeabilizado, esses resíduos foram caracterizados pela equipe da Urbanizadora Municipal S.A. (URBAM), por meio de amostra de 240 L, coletada após pesagem, homogeneização e quarteamentos consecutivos da massa total. A composição gravimétrica dos resíduos foi determinada a partir da segregação manual dos componentes em categorias previamente estabelecidas pela equipe deste projeto (Figura 2).

Figura 2
Caracterização dos resíduos de feira: (A) deposição material; (B) homogeneização dos resíduos; (C) coleta de amostra por despejo em recipiente coletor; e (D) triagem manual do material.

Do volume de resíduos da feira utilizado no experimento de compostagem foram excluídos os restos não alimentares e de carnes, por meio de segregação manual. Além dos resíduos da feira, foram utilizadas folhas secas oriundas de varrição e poda, geradas em quantidades significativas no município que possui elevado percentual de arborização urbana. A preparação prévia do material foi realizada a partir da execução das seguintes atividades:

• Trituração de 300 L de materiais orgânicos, folhas secas e resíduos alimentares da feira em triturador da marca TRAMONTINA, modelo TROP25 2 HP;

• Homogeneização manual do material na proporção 1:2, 3 (resíduos da feira: folhas);

• Inoculação de EM na proporção volumétrica 1:0,02 (resíduos: inóculo aclimatado);

• Introdução do material a ser compostado em reatores de vidro com ocupação de 30% de sua capacidade volumétrica.

O inoculante microbiano, designado a seguir como EM, utilizado no estudo foi adquirido 11 dias antes do início do processo de compostagem e foi cedido por uma instituição situada no município de São José dos Campos, Obra Social Célio Lemos (OSCL), que o produz e o utiliza em suas dependências. De acordo com informações do fornecedor, o inoculante havia sido produzido há mais de um ano, a partir de consórcio microbiano isolado em armadilha de bambu contendo arroz cozido como meio de cultura, em um núcleo de mata densa em área limítrofe ao território municipal. Sua preparação para uso na pesquisa consistiu em diluir uma parte do líquido bruto em 20 partes de água destilada, conforme especificação do produtor (KYAN, 1999).

Aparato experimental

Os reatores utilizados nesta pesquisa possuíam sistema de aeração forçada com distribuidor em material de PVC acoplados a compressor de ar e solenoide, também associado a temporizador eletrônico programável (Figura 3).

Figura 3
Sistema de compostagem: (A) tubo de PVC; (B) reator com capacidade de 500 L; (C) compressor, solenoide e temporizador.

Para garantir a aeração do sistema sugerida por Leitão (2008), foi realizada uma aeração de 115 litros/minuto, com o uso de compressor modelo MAM 7.4/24L, marca Motomil, com 1,5 Hp de potência (Figura 3C). O tempo de aeração entre os dias 0 e 33 foi de 4 horas diária e, posteriormente, de 1 hora até o fim do processo.

Considerando que na compostagem é possível verificar a transição entre suas fases por meio das condições de pH e temperatura da massa em decomposição, e que sistemas fechados com auxílio eletromecânico são considerados sistemas de compostagem acelerada com produção de composto maturado em aproximadamente 60 dias, optou-se por encerrar o processo de compostagem após 60 dias de experimento, desde que a temperatura e o pH dos sistemas estivessem dentro dos padrões referenciados pela literatura (INÁCIO; MILLER, 2009; PEREIRA NETO, 2007).

Operação e monitoramento do sistema

Para o monitoramento físico-químico diário, utilizaram-se termômetros digitais com ponta de prova blindada, marca Thunder Led^®, com faixa de medição de -50 a 110°C, desvio padrão ± 1°C e resolução no display de 0,1°C, e pHmetros portáteis da marca AKSO, modelo AK103, com faixa de medição de -2 a 16 pH, desvio padrão ± 0,04 pH e resolução no display de 0,01 pH, com ponta de prova chapada para a medição direta no material.

As medições de temperatura aconteceram em dois dois pontos fixos no centro dos reatores (topo e base), e as medições de pH, em dois pontos dos reatores, escolhidos aleatoriamente, também em topo e base. O monitoramento ocorreu diariamente durante todo o período da compostagem. A temperatura foi medida de forma semirremota, a cada 4 horas, e o pH foi medido uma vez ao dia, no período matutino.

Durante o processo de compostagem, realizou-se uma única reintrodução de chorume diluído em água destilada, na proporção 1:10. Para tal, cada reator recebeu 2 L da solução contendo exclusivamente seu próprio chorume diluído, no período em que cerca de 40% do tempo da compostagem já havia transcorrido. Essa introdução de líquidos no sistema foi orientada pelos trabalhos realizados por Bilgili et al. (2007).

Análises realizadas

Para se obter contagem microbiana, utilizou-se o método de diluição sucessiva segundo protocolo descrito em American Public Health Association, 2005, por semeadura em meio Triptona soja agar (TSA) por espalhamento tipo estria sinuosa, considerando que, segundo Black (2013), uma única bactéria em condições adequadas é capaz de sofrer um processo de crescimento populacional em torno de 10 milhões de novos indivíduos em algumas poucas horas. Desse modo, foi possível obter uma avaliação quantitativa do crescimento microbiano, de forma simplificada. Ao todo, foram analisadas três amostras do material: inicial e final (comum e com inoculante), com a promoção de diluições em série de segunda e terceira ordem e com o uso de meios de culturas seletivas para crescimentos fúngicos e bacterianos em triplicatas (ESPOSITO, 2018).

O estudo da relação C:N foi realizado por meio de Analisador Elementar Flash EA 1112 (Thermo Scientific) por cromatografia gasosa. Após a combustão das amostras inicial e final (comum e com inoculante), foram analisados os gases sob a forma de CO₂, N₂, H₂O e H₂SO₃ (CEM, 2015).

Para a avaliação do crescimento vegetal de alface manteiga (Lactuca sativa) foi realizada adaptação do método de germinação de sementes proposto pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento — MAPA (BRASIL, 2009). O uso da diluição 1:10 é bastante usual e permite avaliar a qualidade e a toxicidade do chorume (LUO et al., 2017); por isso, essa foi a diluição máxima estudada para verificar as possíveis variações na germinação e no crescimento das plântulas. Dessa forma, examinou-se em triplicata os lixiviados do final de ambas as compostagens em quatro condições: controle (água destilada), concentrado (in natura), diluído em água destilada 1:5 e 1:10. Para determinar o índice de germinação (I_g), adotou-se a Equação 1, referida por Okiawan et al. (2018).

(1) $$I_g=\frac{G}{G_0}*\frac{L}{L_0}$$

Em que:

G = germinação média substrato;

G₀ = germinação média controle;

L = crescimento médio substrato;

L₀ = crescimento médio controle.

Por meio da Espectroscopia de Fluorescência de raios-X (FRX), foram identificados os elementos químicos constituintes de três amostras do material estudado, a saber:

1. Material inicial;

2. Composto final comum;

3. Composto final com uso de inoculante.

As amostras foram analisadas em espectrofotômetro da marca SHIMADZU, modelo EDX-1300, com limite de detecção da ordem de 10 ppm. As coletas das amostras obedeceram aos requisitos da NBR 10.007 (ABNT, 2004) e seu material foi inserido por meio de compressão manual sobre o suporte de amostras do equipamento. Efetuaram-se três medições por amostra em pontos aleatórios delas, com tensão do tubo de 20 kV, tempo de leitura de 100 s por ponto, utilizando-se os parâmetros fundamentais para identificação. Os resultados foram apresentados em valores percentuais de ocorrência.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os dados da composição gravimétrica dos resíduos, mostrados na Figura 4, demonstram o potencial de uso da compostagem como forma de tratamento dos resíduos gerados pelas feiras livres do município de São José dos Campos, uma vez que os resíduos orgânicos correspondem a mais de 70% de todo o material gerado pela atividade. Destaca-se que os restos de carnes, excluídos do processo de compostagem neste estudo, também podem ser compostados com cuidados diferenciados, tais como sistemas isolados de pré-compostagem (CURCI et al., 2007; COSTA et al., 2009).

Figura 4
Caracterização gravimétrica dos resíduos de feira.

O monitoramento do processo mostrou variações térmicas similares àquelas reportadas em estudos anteriores para sistemas abertos, porém com redução dos períodos de cada uma das fases (PEREIRA NETO, 2007). O monitoramento da temperatura do processo permitiu a identificação das quatro fases distintas da compostagem aeróbica, a saber:

1. Aquecimento entre os dias 0 e 2;

2. Degradação ativa entre os dias 2 e 6;

3. Resfriamento entre o 6º e o 23º dia;

4. Maturação entre o 23º e o 61º dia (Figura 5A).

Figura 5
Fases da compostagem, variação de pH e temperatura ambiente e de compostagem: (A) inoculante; e (B) comum.

Os sistemas mostraram-se análogos quanto às fases de compostagem e mais eficientes do que a compostagem com aeração passiva.

No período, entre os dias 0 e 32, com aeração diária programada para 4 horas consecutivas, verificou-se a ocorrência do declínio da temperatura no período logo após a ocorrência da aeração. Considerando que a variação da temperatura, decorrente da aeração, pode interferir negativamente na ação da comunidade microbiana (CHEN et al., 2015; INÁCIO; MILLER, 2009 apud MILLER, 1993), fica evidenciado que a introdução de ar no sistema precisa ser acompanhada de mecanismos que minimizem a variação da temperatura. Destaca-se que essa informação só foi possível a partir da obtenção de elevada quantidade de dados para o parâmetro e pode nortear soluções tecnológicas que garantam melhores desempenhos do uso de sistemas com aeração forçada.

As condições de temperatura registradas nos sistemas (Figura 5) mostram que as temperaturas médias máximas não chegaram a atingir os padrões mínimos estabelecidos pela Resolução CONAMA nº 481 (BRASIL, 2017). Tal fato pode estar associado à aeração forçada ou à reduzida escala do sistema. Considerando que tais condições estão associadas à sanitização térmica do material, os métodos avaliados não atenderam ao requisito mínimo de temperaturas superiores a 60°C por três dias. No entanto, cabe destacar que organismos patogênicos como Salmonela sp., Escherichia cole, Streptococcus pyogenes são eliminados a partir da manutenção, por aproximadamente 1 hora, de temperaturas entre 45 e 60°C. Sendo assim, pode-se afirmar que houve parcial sanitização do material compostado (WORRELL et al., 2017). Ressalta-se também que, consideradas as características da fonte geradora e da ocorrência de coleta diferenciada, não há que se esperar elevadas contaminações no material.

Comparativamente, as temperaturas nos dois reatores apresentaram similaridade de variação. Porém, quando observado o declínio de seus valores, percebe-se redução mais brusca nesse parâmetro para o método de compostagem comum (Figura 5B), entre os dias 2 e 6, o que permite a inferência de que a população de microrganismos nesse processo foi menos eficiente do que aquela presente na compostagem com inoculante.

Em ambos os processos, houve redução da massa inicial, sendo que a compostagem com inoculante obteve o melhor resultado, reduzindo em 30% a quantidade do material. Entretanto, se considerado o material peneirado, por peneira de 2 mm, a compostagem comum disponibilizou maior quantidade de húmus (Tabela 1). Tal fato evidencia a importância da cura do material após a compostagem, uma vez que a umidade presente nos compostos, principalmente no composto inoculado, tenha proporcionado maior aglomeração dessa fração e consequente retenção em peneiramento, fato que também prejudica suas condições para uso (CEMPRE, 2018).

Tabela 1
Balanço de massa do sistema.

Compostagem	Inicial	Final	Redução	Peneirada*	Umidade*
	(%)
Convencional (controle)	100	73	27	19	49
Com inoculante (EM)	100	70	30	16	58

• EM: microrganismos eficientes;
• ^*
  composto não curado.
Fonte: Elaboração dos autores, 2020.

A massa colocada para degradação apresentou concentração de C:N de aproximadamente 70:1 (Tabela 2). Essa concentração inicial do processo é significativamente superior às concentrações usualmente recomendadas para processos de compostagem, que ficam em torno de 30:1 e 45:1 (CEMPRE, 2018; INÁCIO; MILLER, 2009; PEREIRA NETO, 2007; WORRELL; VESILIND; LUDWIG, 2017). Tal fato está ligado ao tipo de material recolhido da feira que, por já possuir elevada concentração de carbono, não demanda o incremento de material seco. Sendo assim, sugere-se a realização de novas pesquisas que considerem a compostagem exclusiva dos resíduos gerados pelas feiras públicas. O inoculante apresentou um desempenho mais satisfatório na redução das concentrações iniciais de C/N, produzindo um composto com melhores características para a disponibilização destes e de outros nutrientes no solo (INÁCIO; MILLER, 2009). O padrão atingido em 62 dias de compostagem com inoculante demonstra a eficácia de transformação duas vezes maior que o processo convencional, uma vez que reduziu em aproximadamente 50% o tempo necessário para atingir a concentração entre 10 e 18 carbonos para um nitrogênio (OLIVEIRA et al., 2008).

Tabela 2
Concentração de elementos químicos.

Material	Massa (mg)	Carbono (%)	Nitrogênio (%)	Hidrogênio (%)	Umidade (%)	C:N
Inicial	2,89	37,12	0,53	4,40	--	70,16
Composto convencional (controle)	2,67	20,60	0,45	2,47	49	45,78
Composto com inoculante (EM)	2,80	9,18	0,66	1,09	58	13,91

• EM: microrganismos eficientes.
Fonte: Elaboração dos autores, 2020.

A menor concentração final do carbono na compostagem com inoculante (14:1) está diretamente relacionada ao metabolismo dos microrganismos presentes em números superiores nesse reator do que na compostagem comum (INÁCIO; MILLER, 2009; WORRELL et al., 2017; ZHANG et al., 2010). Sendo assim, pode-se inferir que a aceleração da degradação do material, ocorrida na compostagem com o uso de inoculante, também aumenta a velocidade de liberação de carbono para a atmosfera. Com os meios de cultura utilizados para avaliar o crescimento microbiano, foi possível observar que as amostras da compostagem convencional apresentaram um número contável de bactérias, na ordem de 1.5 x 10⁵ UFC.m.L⁻¹, enquanto, na compostagem com o inoculante EM, mesmo nas maiores diluições, 10⁵, não foi possível efetuar a contagem em razão do excessivo crescimento microbiano nas placas. Esse dado foi considerado positivo, uma vez que a presença da microbiota acelera a decomposição e representa um reservatório microbiano importante para potencializar o crescimento e a permanência vegetal no ambiente (CARNEIRO et al., 1999; CHU et al., 2001).

No período do estudo, verificou-se que o uso não diluído dos chorumes produzidos pelo sistema de compostagem inviabilizou a germinação e o crescimento de sementes, fato que evidencia a inviabilidade do uso desses líquidos in natura. Por meio das diluições 1:5 e 1:10, em ambos os lixiviados da compostagem, identificou-se um decréscimo na germinação e um acréscimo no crescente radicular, que teve seu melhor resultado nas condições de compostagem com inoculante, conforme mostrado na Figura 6. Infere-se que os microrganismos presentes no lixiviado com EM colaboraram com o crescimento por meio da disponibilização de maior quantidade dos nutrientes necessários para esse estágio.

Figura 6
Média de germinações e comprimento de radícula da alface (Lactuca sativa).

Os valores do I_g obtidos, mostrados na Tabela 3, foram superiores a 100%, em ambas as diluições do lixiviado com inoculante. De acordo com Phibunwatthanawong e Riddech (2019), isso é indicativo de características não fitotóxicas. Para o lixiviado convencional, essa característica só foi verificada na condição de diluição 1:10. Tal situação permite inferir que os microrganismos presentes no lixiviado com EM colaboraram com o processo por meio da disponibilização de nutrientes e da redução da toxicidade para esse estágio.

Tabela 3
Índice de germinação da alface (Lactuca sativa) em diferentes concentrações de chorume.

Condição avaliada em relação ao controle	Convencional (%)			Inoculante (%)
	In natura	Diluição 1:5	Diluição 1:10	In natura	Diluição 1:5	Diluição 1:10
Germinação relativa de sementes	0	113	105	20	108	100
Crescimento relativo de raízes	0	80	124	0	114	125
Índice de germinação	0	89	130	0	122	125

Fonte: Elaboração dos autores, 2020.

A partir da análise de composição do material inicial e dos compostos, cujos resultados estão mostrados na Tabela 4, foi possível verificar a presença de elementos essenciais ao crescimento vegetal, a saber: cálcio, potássio, ferro, manganês, enxofre e fósforo. Também se observou a presença do alumínio que, em elevadas concentrações, pode exercer efeitos tóxicos em plantas, quando em solos ácidos (PRIMAVESI, 2014; PRIMAVESI; PRIMAVESI, 2018).

Tabela 4
Percentual de detecção dos elementos químicos em três pontos de incidência por amostra.

Elementos	Amostra (% detectado em concentração > 10 ppm)
	Material inicial	Composto comum	Composto inoculado
Al	67	67	67
Si	100	100	100
P	67	67	67
S	67	67	67
K	100	100	100
Ca	100	100	100
Te	33	67	0
Ti	100	100	100
Mn	100	100	100
Fe	100	100	100
Terras raras	0	0	67
Cu	0	0	67
Zn	0	67	67

Fonte: Elaboração dos autores, 2020.

O único metal pesado identificado na amostra, em concentrações superiores a 10 ppm, foi o cobre, presente no composto inoculado. De acordo com Corrêa (2006), a presença de metais pesados no solo pode prejudicar a microbiota, o crescimento vegetal e ser transferido entre os níveis tróficos de forma acumulativa. Sendo assim, ressalta-se a importância do aprofundamento dessas análises por meio de trabalhos vindouros, com o uso de equipamentos que permitam identificar pequenas concentrações desses elementos para devida equiparação aos limites normativos estabelecidos pelo MAPA (BRASIL, 2020).

A detecção de terras raras no material inoculado pode estar associada ao processo de decomposição proporcionado por microrganismos presentes em uma comunidade mais biodiversa, que também atuam na mineralização desses elementos.

A presença do titânio foi identificada em todas as amostradas avaliadas. Sabe-se que esse metal é comumente utilizado para gerar ligas metálicas resistentes física e quimicamente, na composição de componentes eletrônicos e em outros produtos utilizados nos domicílios (ROCIO et al., 2012). No entanto, considerando o fato de que o resíduo estudado é oriundo de feira livre e que é coletado de forma segregada, infere-se que a presença desse metal deva estar associada aos materiais utilizados na pré-compostagem, uma vez que para o transporte e o estudo de composição gravimétrica foram utilizados veículos pertencentes à empresa que efetua a coleta dos resíduos no município.

O processo de corrosão em veículos com ligas de titânio utilizados para o manejo de resíduos urbanos é comum, uma vez que, em geral, possuem características ácidas (BRAGA et al., 2007). Isso pode ter levado à disponibilização do elemento e à contaminação dos resíduos orgânicos processados neste estudo. Outra possível explicação para a presença do titânio é a ausência de higienização interna dos veículos entre as coletas domiciliares comuns e as coletas seletivas no município do estudo.

CONCLUSÕES

Este estudo mostrou que os resíduos produzidos em feiras públicas do município de São José dos Campos são substratos ricos e viáveis para serem aproveitados eficientemente por meio de compostagem. Evidenciou também que o processo de compostagem com a adição de inoculante se mostrou mais eficaz nos quesitos avaliados, quando comparado ao processo convencional. Por meio de seus resultados, também foi possível inferir que a aeração ativa em batelada pode influenciar negativamente os processos de compostagem.

A partir da análise dos produtos da compostagem foi possível verificar que o chorume pode favorecer a germinação e o crescimento de sementes, desde que seja diluído. Por meio dos resultados comparativos, inferiu-se que o uso do inoculante no processo de compostagem garantiu a produção de composto em melhores condições de ser aplicado como biofertilizante.

Os resultados desta pesquisa propiciam a ampliação do conhecimento científico sobre a temática e, sobretudo, aclaram a necessidade de aprofundamento dos estudos focados em: identificar as comunidades de microrganismos presentes nos inóculos; caracterizar os percentuais de resíduos orgânicos gerados nas áreas urbanas, por meio de estudos transversais; aprimorar as tecnologias de controle e monitoramento em tempo real do processo de compostagem; e qualificar os subprodutos da compostagem.

• Financiamento: Resix Invet.
• Reg. ABES: 20210015

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  13 Jul 2022
• Data do Fascículo
  May-Jun 2022

Histórico

• Recebido
  19 Jan 2021
• Aceito
  20 Ago 2021