Redução de Bactérias Indicadoras de Poluição Fecal em Estrume de Aves de Postura Tratados por Biodigestão Anaeróbia

Reduction of Bacterial Indicators of Fecal Pollution in Laying Hens Manure Treated by Anaerobic Digestion

Redução de Bactérias Indicadoras de Poluição Fecal em Estrume de Aves de Postura Tratados por Biodigestão Anaeróbia

Reduction of Bacterial Indicators of Fecal Pollution in Laying Hens Manure Treated by Anaerobic Digestion

Autor(es) / Author(s)

Amaral LA1

Schocken DBL²

Lucas Jr. J¹

1 - Docentes da FCAV Jaboticabal

2 - Zootecnista

Correspondência / Mail Address

Luiz Augusto do Amaral

Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Reprodução Animal/FCAU - UNESP

Via de Acesso Prof. Paulo Donato CastelLane, KM 5

14870-000 - Jaboticabal - SP - Brasil

E-mail : [e-mail]

Unitermos / Keywords

dejetos avícolas, biodigestão anaeróbia, poluição fecal, saneamento rural

litter, anaerobic digestion, fecal pollution, environmental pollution

RESUMO

A digestão anaeróbia pode auxiliar na redução de patógenos e poluição ambiental pela redução dos sólidos e microrganismos de presença indesejável nos efluentes. No presente trabalho objetivou-se a avaliação da redução de microorganismos indicadores de contaminação fecal através do processo de biodigestão anaeróbica de dejetos de aves de postura em biodigestores contínuos, operados em diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH): 40, 30, 25, 20 e 15 dias, e biodigestores de batelada com e sem a utilização de inóculo. Foi observada nos dois tipos de biodigestores uma redução acima de 99,0% para os coliformes totais e fecais, mostrando a eficiência do processo. Os resultados obtidos no presente trabalho mostram que o processo de biodigestão anaeróbia melhora a qualidade microbiológica do estrume, constituindo-se uma medida preventiva importante para se preservar a qualidade do solo e dos mananciais de água, quando da sua aplicação como biofertilizante.

ABSTRACT

The anaerobic digestion can help in the reduction of pathogenic bacteria and to decrease the environmental pollution through the reduction of solids and undesirable microorganisms in the effluents . The present work has as the objective of estimating the reduction of indicators of microorganisms during and after the anaerobic digesting process of litter of hens in continuous bio-digester with different retention time and in non-continuous bio-digester with and without starter A reduction, over 99% of coliforms was observed, showing the efficiency of the process.

INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, o uso de energia pelo homem tem crescido muito, sendo que a maior parte advém de fontes como óleo, carvão e gás natural. Objetivando-se encontrar fontes alternativas de energia, foram desenvolvidas soluções, como o biodigestor, que por sua simplicidade foi bem difundido em muitas partes do mundo.

O processo de biodigestão anaeróbia tem demonstrado também resultados interessantes na redução do impacto ambiental de dejetos humanos e animais, não somente pela diminuição dos sólidos presentes, mas também pela redução de microrganismos indesejáveis nos efluentes, principalmente os microrganismos patogênicos (Carrington et al., 1982, Shih, 1984, Kearney et al., 1993 , Schocken-Iturrino et al., 1995). Por isso, hoje em dia, o biodigestor não é visto apenas como fonte alternativa de energia, mas principalmente para prevenir a poluição ambiental (Sharman, citado por Meynel, 1978).

Os dejetos humanos e animais contêm grande número de bactérias; dentre elas, as patogênicas, e quando são espalhados na terra como fertilizantes sem tratamento acarretam sérios riscos de infecção para os animais que pastam e para o ser humano. Caso sejam utilizados na fertilização de frutas e verduras, principalmente as consumidas cruas, o uso da biodigestão pode tornar mais segura a utilização desses fertilizantes (Silverman & Guiver, 1960).

Segundo Crane (1980), a aplicação de dejetos animais no solo é a maior fonte de microrganismos, incluindo muitas espécies patogênicas aos animais e ao homem. Esses microrganismos podem, principalmente, através das chuvas, serem levados às fontes de água superficiais e subterrâneas, comprometendo a qualidade microbiológica de mananciais. Em decorrência desse fato, e de que as fezes de galinhas de postura não são utilizadas para a alimentação animal como ocorre na avicultura de corte, a utilização da biodigestão é uma boa opção ao produtor para dar destino adequado ao estrume das aves.

Baseado no exposto, foi realizado o presente trabalho com objetivo de avaliar a redução do número de microrganismos indicadores de contaminação fecal, com a provável presença de patogênicos intestinais (APHA, 1992), pelo processo de biodigestão anaeróbia de dejetos de aves de postura em biodigestores contínuos, operados em diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH), e biodigestores de batelada com e sem utilização de inóculo.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em biodigestores contínuos e de batelada no Departamento de Engenharia Rural e no Laboratório do Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Reprodução Animal da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - UNESP - Campus de Jaboticabal, tendo sido desenvolvido no período de agosto 1997 a agosto de 1998, utilizando-se dejetos de aves de postura coletados em granja comercial.

Foram coletadas 20 amostras na entrada (afluente) e saída (efluente) dos biodigestores contínuos, em 5 diferentes tempos de fermentação ou retenção hidráulica: 40, 30, 25, 20 e 15 dias; 14 amostras sem inóculo e 12 com inóculo nos biodigestores de batelada, com tempo de biodigestão de 7 a 35 dias.

Utilizou-se como inóculo o efluente coletado na caixa de saída de biodigestor contínuo de modelo indiano, com capacidade de 5.500 litros de substrato em fermentação. O biodigestor que forneceu o inóculo foi operado com cargas diárias constituídas de estrume de bovinos e água, com tempo de retenção hidráulica de 40 dias e em regime de estabilidade.

Os biodigestores contínuos foram operados nos TRH - 40, 30, 25, 20 e 15 dias, e os de batelada com tempos de fermentação de 7 a 35 dias, de acordo com o período de tempo de fermentação, sendo realizadas as análises microbiológicas do afluente e efluente.

Determinação do Número Mais Provável de Coliformes Totais e Fecais

As determinações desses dois grupos de microrganismos foram realizadas segundo metodologia preconizada em APHA (1992), utilizando-se os caldos lauril sulfato triptose no teste presuntivo, bile verde brilhante e EC nas confirmações para coliformes totais e fecais, respectivamente.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Observa-se na Tabela 1 que, quando foi utilizado o biodigestor contínuo, em todos os tempos de retenção hidráulica estudados, ocorreram reduções de bactérias dos grupos coliformes totais e fecais acima de 99,0%, mostrando a eficiência do mesmo na redução dos microrganismos indicadores, mesmo nos menores tempos de retenção hidráulica. A esse respeito, Kearney et al. (1993) verificaram um rápido declínio nos números de Escherichia coli em estudo sobre sobrevivência desses microrganismos em sistemas de digestão anaeróbia de estrume, verificando uma variação 0,7 a 2,5 dias para a redução de 90,0% da população inicial. A sobrevivência desses microrganismos durante o processo de biodigestão anaeróbia está relacionada com as variações da temperatura, concentração de sólidos totais, tempo de retenção hidráulica, concentração de ácidos graxos voláteis e pH (Carrington et al. 1982).

Resultados semelhantes aos obtidos no presente estudo foram verificados por Sorlini (1987), que obteve reduções em torno de 10⁴ nos número de coliformes fecais, após a digestão anaeróbia de dejetos de aves, e Olsen & Larsen (1987), que observaram uma redução em 90,0% nos números de Escherichia coli, após 1,8 dias de fermentação anaeróbia de dejetos animais.

Observa-se nas Tabelas 2 e 3 que o biodigestor tipo batelada apresentou também boa eficiência no que se refere à redução dos microrganismos indicadores pesquisados, sendo que o processo de biodigestão apresentou maiores reduções nos números de indicadores quando houve a adição de inóculo. A aceleração do processo, pela adição do inóculo, com a conseqüente rápida alteração dos parâmetros citados por Carrington et al. 1982, em especial a concentração de ácidos graxos voláteis (Lucas Jr, 1994) deve ter sido responsável por esse fato, ou seja, maior redução após 7 dias e o menor número de dias necessários para se obter uma redução maior que 99,9%.

Depreende-se, portanto, que a utilização da biodigestão anaeróbia, através de biodigestores tipo batelada do estrume de aves de postura, também mostrou-se eficiente no sentido da proteção ambiental, em especial dos mananciais de água, uma vez que, segundo Coyne et al. (1995), a contaminação fecal das fontes de água aumenta com o aumento da criação de aves e o aumento da aplicação dos dejetos diretamente no solo.

Pode-se observar pelos resultados obtidos que entre os sistemas estudados, contínuo e batelada, o biodigestor tipo batelada com inóculo foi o que apresentou em menor tempo, ou seja a partir de 28 dias de biodigestão, a ausência de detecção de coliformes fecais, indicador fidedigno de poluição fecal, em seu efluente. Ressalta-se que, pela equivalência de sobrevivência entre estes indicadores e bactérias patogênicas de origem intestinal, esse efluente seria o de menor potencial de poluição do solo e de mananciais hídricos.

A utilização dos processos de biodigestão anaeróbia através de biodigestores contínuo e batelada são opções ao criador para diminuir em muito o impacto poluente do estrume de aves de postura, podendo ele optar por um dos processos, dependendo das características de seu sistema de criação.

CONCLUSÃO

Os resultados obtidos no presente trabalho mostram que o processo de biodigestão anaeróbia melhora a qualidade microbiológica do estrume no que diz respeito à redução dos valores médios de coliformes totais e fecais constituindo-se uma medida preventiva importante no sentido de se preservar a qualidade do solo e dos mananciais de água, quando da sua aplicação como biofertilizante.

AGRADECIMENTOS

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pela concessão da bolsa de Iniciação Científica e auxílio financeiro para a realização desse projeto.

• American Public Health Association. Standard Methods for examination of water and wastewater .3ed Washington; 1992. 1219 p.
• Carrington EG, Harman A., Pike EB. Inactivation of Salmonella during anaerobic digestion of sewage sludge. Journal of Applied Bacteriology 1982; 53: 331-334.
• Coyne MS, Gilfillen RA, Rhodes RW, Blevis RL. Soil and fecal coliform trapping by grass filter strips during simulated rain. Journal of Soil and Water Conservation 1995; 50: 405-408.
• Crane SR, Westermann PW, Overcash MR. Die-off of fecal indicator organisms following land application of poultry manure. Journal of Environmental Quality 1980; : 531-537.
• Kearney TE, Larkin MJ, Levett PN. The effect of slurry storage and anaerobic digestion on survival of pathogenic bacteria. Journal of Applied Bacteriology 1993; 74: 86-93.
• Lucas Jr J. Algumas consideraçőes sobre o uso do estrume de suínos como substrato para tręs sistemas de biodigestores anaeróbios. [Tese, Livres-docęncia].Jaboticabal (SP). Universidade Estadual Paulista; 1994.
• Meynel PJ. Methane planning a digester. Ed. Schocken Books. 1978. 150p.
• Olsen JE, Larsen HE. Bacterial decimation times in anaerobic digestions of animal slurries. Biological Wastes 1987; 21: 153-168.
• Schocken-Iturrino RP, Benincasa M, Lucas Jr J, Felis SD. Biodigestores contínuos: Isolamento de bactérias patogęnicas no efluente. Engenharia Agrícola 1995; 15: 105-108.
• Shih JCH. Destruction of enteric pathogens in the thermophilic poultry waste digester. Poultry Science 1984; 63: 181-182.
• Silverman A, Guiver P. Survival of eggs of Taenia saginata after mesophilic anaerobic digestion. Journal of Institute of Sewage Purification 1960; 3: 345-347.
• Sorlini C. A note on the removal of fecal bacteria in cattle slurry after different farm and laboratory treatments. Biological Wastes 1987;22: 39-47.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  06 Jun 2003
• Data do Fascículo
  Abr 2000