A utilização de biossólidos na agricultura é recente no Brasil, e estudos indicam que o uso destes resíduos traz melhorias na fertilidade dos solos e na produção das culturas. Contudo, a presença de metais pesados nestes resíduos trazem preocupações ambientais, seja quanto à absorção pelas plantas e/ou sua lixiviação, seja quanto à liberação, a longo prazo, dos metais retidos aos constituintes dos solos. O presente estudo teve a finalidade de verificar o comportamento dos metais Cd, Cr, Cu, Ni e Zn em latossolos tratados repetidamente com biossólido, de forma a contribuir na definição de normas para o uso e monitoramento de tais resíduos na agricultura. O experimento foi montado a céu aberto, em caixas de amianto com capacidade para 500 m³, utilizando-se dois latossolos com diferentes teores de argila e óxidos de ferro: Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico - LVAd e Latossolo Vermelho Distrófico - LVd. O biossólido adicionado a estes solos foi obtido da ETE/Barueri/SABESP/SP, sendo digerido anaerobicamente e tratado com Ca(OH)₂ e FeCl₃ no tratamento terciário. A cada dois meses foi realizada uma incorporação de biossólido aos solos, totalizando a incorporação de quantidade correspondente a 388,0 Mg ha^-1 do resíduo (base seca). Após um ano e meio da última incorporação, foram coletadas amostras de terra nas profundidades 0 - 0,25 m e 0,25 - 0,50 m. Nestas amostras foram realizadas análises texturais, químicas , eletroquímicas e mineralógicas. Foram, também, realizadas a caracterização de substâncias húmicas e a extração sequencial de Cd, Cr, Cu, Ni e Zn. Em maio/98 foi realizado o plantio de cana-de-açúcar, variedade RB 72-454, deixando-se uma touceira por caixa. Em junho/99 realizou-se a colheita, juntamente com a pesagem dos colmos, análise das folhas e do caldo para metais e análises tecnológicas para avaliação de produtividade. A adição do biossólido proporcionou aumento do número de colmos (perfilhamento), de gemas/colmo e peso dos colmos. Os parâmetros de qualidade, como o BRIX, POL%CA e açucares redutores totais não diferem significativamente entre os solos tratados e os tratamentos testemunha. A Pureza e os açúcares redutores mostraram-se maiores nos solos tratados com biossólido, e a quantidade de fibras foi significante menor para os colmos produzidos nos solos tratados. Os teores de Cr, Cu, Ni e Zn aumentaram nas folhas das plantas tratadas com biossólido, enquanto que não foi detectada a presença de Cd. No caldo, o Ni não foi detectado nos solos tratados com biossólido. Cr não foi detectado no tratamento LVd + B, porém no LVAd + B, o seu teor mostrou-se elevado. Os teores de Cu e Zn mantiveram-se constantes, e o Cd foi detectado, porém os teores foram baixos. A caracterização mineralógica revelou a predominância de caulinita na fração argila desferrificada para ambos os solos. O solo LVAd apresentou o mineral 2:1, ilita, enquanto que o LVd apresentou gibbsita. A fração oxídica apresentou hematita, goethita e óxidos de titânio para os dois solos. No LVAd há predomínio da goethita e no LVd predomina a hematita. Houve aumento nos teores de ferrihidrita dos solos tratados com biossólido, podendo refletir em retenção de metais aos óxidos de ferro mal cristalizados. Os valores de pH para o PESN. para ambos os solos e profundidades ficaram na faixa de 3-4, e o pH dos solos tratados na faixa de 7,8-8,0, indicando predomínio de cargas negativas nas superfícies adsorvedoras, e consequentemente maior possibilidade de retenção de metais pesados. A caracterização dos ácidos húmicos (AHs) isolados do biossólido e tratamentos indicaram ser o biossólido um resíduo ainda pouco huminificado (baixa relação C/N, alta relação H/C, menores quantidades de grupos COOH e de radicais livres), e sua adição aos solos reduziu o grau de humificação dos AHs nativos. A incorporação de maior quantidade de grupos fenólicos, com pKa acima dos valores de pH destes solos explicam a baixa expressividade da matéria orgânica na elevação da CTC de solos tratados com biossólido. A menor razão E4/E6 e bandas características de C=O aromático nos espectros FT-IR, para o biossólido e solos tratados indicam a adição de compostos aromáticos aos AHs dos solos, reflexo da decomposição aeróbica e anaeróbica pela qual passou o resíduo, restando material mais recalcitrante. Porém, os espectros de fluorescência mostram que estes compostos aromáticos são menos condensados que os presentes nos solos testemunha. A compostagem do resíduo e materiais vegetais (lignina) contribuiria no aumento da humificação destes AHs , e consequentemente aumentaria a estabilidade das ligações dos mesmos com metais pesados. Espectros FT-IR indicam ligações de metais com os AHs. Espectros de fluorescência indicam mudanças nos AHs do LVd, e nos AFs do LVAd, após o tratamento com biosólido, indicando ligações dos metais a estas frações nos respectivos solos, e ligações mais estáveis no primeiro caso. A extração sequencial de metais pesados mostrou que o Cd encontra-se preferencialmente ligado aos carbonatos, podendo ser facilmente liberado. A fração carbonatada foi, também, expressiva na precipitação do Ni, e especialmente do Zn, indicando maior mobilidade e disponibilidade destes elementos, principalmente no solo LVAd tratado com biossólido. A redução de pH ao longo do tempo propiciará a liberação destes metais, que poderão ser readsorvidos por outras frações mais estáveis e/ou liberados à solução do solo. Nos solos tratados, os metais Cr, Cu e Ni são preferencialmente retidos na fração orgânica, indicando que a adição de material orgânico, apesar de pouco humificado, exerce papel fundamental na retenção de metais pesados. Verifica-se possível lixiviação de Cr, Cu, Ni e Zn, para a camada 0,25-0,50m, junto às frações carbonatada e orgânica, para ambos os solos tratados. No LVd tratado há um maior participação da fração residual e dos óxidos na retenção de metais, especialmente o Cr e Ni. Com a ausência da carga orgânica, e dos carbonatos incorporados via resíduo, nos tratamentos testemunha, a tendência seria a ligação de metais a fração óxidos no LVAd e a fração residual no LVd.

The agricultural use of biosolid is recent in Brazil and some studies have been shown that this practice improves not only the soil fertility but also the crop production, However, the presence of heavy metals in sludges can represent a risk to the environmental quality, since these elements can be absorbed by plants and/or leached through the soil profile. The present work aimed at studying some aspects related to the consequences of biosolid disposal in Brazilian Oxisols. Specifically, the following topics were investigated: (1) plant availability of Cd, Cr, Cu, Ni and Zn in Oxisols treated with biosolid, (2) distribution of these metals on the soil phases after the biosolid application and (3) changes in the soil humic substances as a consequence of biosolid addition. The soils employed in this study, classified according to Brazilian classification in Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico (Typic Hapludox) and Latossolo Vermelho Distrófico (Rhodic Hapudox), were put in 0,5 m³ - vases disposed outdoor, and treated with biosolid in a quantity equivalent to 388 Mg ha^-1 (dry basis), divided into five applications. The biosolid was proceeding from SABESP sewage treatment plant situated in Barueri (SP) where the sewage is submitted to aerobic and anaerobic disgestions and the sludges are treated with Ca(OH)₂ and FeCl₃. Seven months after the last application of biosolid, the soil samples were collect in two layers: 0 – 0.25 m and 0.25 – 0.50 m. These samples were characterized in relation to their chemical, electrochemical and mineralogical properties. Besides, it was carried out the characterization of humic substances and the sequential extraction of Cd, Cr, Cu, Ni and Zn. Finally sugarcane (RB72454 variety) was grow in the vases in order to evaluate the availability of those metals for this species and the effects of biosolid additions on the sugarcane production. The use of biosolid resulted in the increase of sugarcane production and there were no alterations in quality parameters such as: BRIX, POL%CA and total reducer sugar. However the purity and the greater contents of reducer sugar were observed in plants grown in treated soils and the smaller fiber contents were associated to the canes produced in soils that received biosolid. The Cr, Cu, Ni and Zn leaf contents increased in soils treated with sludge while the Cd ones were not detected. It was not verified significant contents of Ni and Cd in the sugarcane juice obtained from treatments that received biosolid. In relation to Cr, it was detected high contents of this element in the sugarcane juice only for plants grow in typic Hapludox treated with biosolid. There was no effect of treatments on Cu and Zn leaf contents, which were considered adequate. The characterization of humic acids isolated from biosolid showed that this sludge present a small degree of humification (low C/N and high H/C ratios, small quantities of free radicals). The addition of biosolid in soils reduced the humification degree of native humic adids. The presence of a great number of phenolic groups in biosolid, whose pKa are higher than soil pH values, probably explain the low effectiveness of this sludge in increasing the cation exchange capacities of treated soils. For the humic acids isolated from biosolid and treated soils, the low values for E4/E6 ratio and the presence C=0 bands in FTIR spectra indicated the addition of aromatic compounds to soil humic acids. However, the fluorescence spectra showed that these aromatic compounds are lesser condensed than ones present in soils that did not received biosolid. In relation to interactions between humic substances and metals, the use of spectroscopic tools, specifically FTIR and fluorescence analyses, revealed the existence of bonds between metals and humic substances. Additionally fluorescence analyses revealed differences between treated soils in relation to stability of humic substances – metals bonds. The sequential extraction of heavy metals showed that the Cd coming from biosolid was mainly associated to carbonates. It was also observed significant amounts of Ni and Zn in carbonate fraction. Thus, it is probable that the decrease in pH values of the studied soils can result in desorption of these metals. In the treated soils, the metals Cr, Cu and Ni were mainly associated to organic fraction. This indicates that in spite of the low humification degree of humic substances present in the biosolid, this fraction has an important role in metal retention. It was observed for both studied soils the possibility of Cr, Cu, Ni and Zn leaching to 0.25 – 0.50 m layer, probably as carbonates and/or associated with humic substances. In the treatments that didn’t receive biosolid, it was observed that the metals were associated mainly to oxide fraction in Typic Hapludox and to residual fraction in Rhodic Hapludox.