Use of treated graywater for fruit irrigation in the semiarid region

Legal aspects and soil quality

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18378/rvads.v17i3.9330

Keywords:

Biofilter, Conservation, Reuse, Rural Sanitation

Abstract

The search for sustainable environmental processes is primordial for the world and, in semi-arid regions where freshwater resources are scarce, the search for non-conventional alternatives for water use should be intensified. Thus, the objective of this work was to evaluate, under the legal aspects of agricultural reuse and soil quality, the use of treated graywater as a water source for acerola plants cultivated in the Brazilian semiarid region. The study was conducted in the rural area of Juazeiro/Bahia with treated graywater from a family adapted biofilter composed of layers of sawdust, coarse sand, gravel and pebbles. Monthly microbiological and physical-chemical analyses of the graywater and soil analyses were performed. It is concluded that there is a diversity of parameters and limit values that makes the interpretation and legal framework of graywater for irrigation difficult, with no single regulation. The greywater promoted an improvement in the chemical quality of the soil, with a decrease in the availability of Al and an increase in the Ca, Mg and P contents. The reuse of greywater for irrigation met the environmental and sustainability criteria by not being discharged directly into the soil and by being used for a noble purpose such as the irrigation of agricultural crops. However, it is necessary to have a legal regulatory unification at the national level, which establishes standards and guidelines for the practice of graywater reuse.

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References

ABNT. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 13.969. Tanques sépticos – Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos – projeto, construção e operação. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro, p. 60, 1997.

ALVAREZ, V. V. H.; NOVAIS, R. F.; BARROS, N. F.; CANTARUTTI, R. B.; LOPES, A. L. Interpretação dos resultados das análises de solos. In: RIBEIRO, A. C.; GUIMARÃES, P. T. G.; ALVAREZ V., V. H. eds. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais: 5ª aproximação. Viçosa, CFSEMG, 1999.

AL ARNI, S.; ELWAHEIDI, M.; SALIH, A. A. M.; GHERNAOUT, D.; MATOUQ, M. Greywater reuse: a review of the Jordanian experience in rural communities. Water Science and Technology, p.1-12, 2022. https://doi.org/10.2166/wst.2022.080

AL-HAMAIEDEH, H.; BINO, M. Effect of treated grey water reuse in irrigation on soil and plants, Desalination, v. 256, n. 1–3, p. 115-119, 2010. https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.02.004

ALMEIDA, O. Á. Qualidade da Água de Irrigação. 1ª. Ed. Cruz das Almas: Embrapa Mandioca e Fruticultura, 2010. 234p.

AL-ZOUBY, J. A.; AL-ZBOON, K. K.; AL-TABBAL, J. A. Low-cost treatment of grey water and reuse for irrigation of gome arden plant. Environmental Engineering And Management Journal, v. 16, n. 2, p. 351-359, 2017.

APHA, AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 22. Ed. Washington DC: APHA, 2012.

AYERS, R. S.; WESTCOT, D. W. A. Qualidade da Água na Agricultura. Tradução de H. R. GHEYI; J. F. DE MEDEIROS e F. A. V. DAMASCENO. Campina Grande: UFPB, 1991. 218 p. (Estudos FAO: Irrigação e Drenagem, 29).

BARACUHY, V. S.; PEREIRA, J. P. G.; FERREIRA, A. C., SILVA, V. F.; NICOLA, S. Eficiência na remoção de coliformes em águas cinza através da fitorremediação. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, Pombal, v. 10, n. 1, p. 57-61, 2015.

BRASIL. Programa Nacional de Saneamento Rural. Ministério da Saúde, Fundação Nacional de Saúde. Brasília: Funasa, 2019. 260 p.

BRASIL. Lei nº 14.026/2020. Atualiza o marco legal do saneamento básico e altera as Leis nº 9.984/2020, nº 10.768/2003, nº 11.107/2005, nº 11.445/2007, nº 12.305/2010, nº 13.089/2015, nº 13.5029/2017. Diário Oficial da União, Brasília, 15 de julho de 2020.

CALGARO, M.; BRAGA, M. B. A Cultura da Acerola. 3. Ed. Brasília: Embrapa, 2012. 144p.

CHAGANTI, V. N.; GANJEGUNTE, G.; NIU, G.; ULERY, A.; FLYNN, R.; ENCISO, J. M.; MEKI, M. N.; KINIRY, J. R. Effects of treated urban wastewater irrigation on bioenergy sorghum and soil quality, Agricultural Water Management, v. 228, p. 105894-105906, 2020. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.105894

CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução n°530 de 14 de dezembro de 2021. Diário Oficial da União, Brasília, 16 dezembro 2021. Edição: 236. Seção: 1. 203.

CHRISPIM, M. C.; NOLASCO, M. A. Greywater treatment using a moving bed biofilm reactor at a university campus in Brazil. Journal of Cleaner Production, v. 142, p. 290-296, 2017.

DANTAS, P. R.; CHAVE, M. T. L.; CAVALCANTE, D. M.; DE ALBUQUERQUE, W. G.; et al. Reúso de água cinza tratada em sistema de alagado construído com resíduos da construção civil. Rev. Verde, v. 14, p. 62-68, 2019. https://doi.org/10.18378/rvads.v14i1.5819.

DELHIRAJA, K., PHILIP, L. Characterization of segregated greywater from Indian households: part A—physico-chemical and microbial parameters. Environmental Monitoring and Assessment, v. 192, p .428-451, 2020. https://doi.org/10.1007/s10661-020-08369-0

DOS SANTOS, H. G. D.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.; LUMBRERAS, J. F.; COELHO, M. R.; ALMEIDA, J. A.; ARAÚJO FILHO, J. C.; OLIVEIRA, J. B.; CUNHA, T. J. F. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5. ed. Brasília: Embrapa, 2018, 356 p.

EDWIN, G.A., GOPALSAMY, P.; MUTHU, N. Characterization of domestic gray water from point source to determine the potential for urban residential reuse: a short review. Appl Water Sci, v. 4, p. 39–49, 2014. https://doi.org/10.1007/s13201-013-0128-8

FERREIRA, L. A. F.; RIBEIRO, P. S. da C.; ANDRADE, I. C. de M.; GUIDES, R. M.; SANTOS, L. de O. L.; CRUZ, L. M. de O.; SANTOS, M. R. R.; REZENDE, S. Saneamento rural no planejamento municipal - lições a partir do Programa Nacional de Saneamento Rural (PNSR). Revista DAE, São Paulo, v. 67, n. 220, p. 36-51, Edição Especial - 2019. https://doi.org/10.4322/dae.2019.054

FIGUEIREDO, I. C. S.; DUARTE, N. C.; COASACA, R. L.; MAGALHÃES, T. M.; BARBOSA, A. C.; PORTELA, D. G.; MADRID, F.J. P. y L.; CRUZ, L. M. de O.; TONETTI, A. L. Águas cinzas em domicílios rurais, separação na fonte, tratamento e caracterização. Revista DAE, São Paulo, v. 67, n. 220, p. 141-156, 2019. https://doi.org/10.4322/dae.2019.061

FUNASA. Programa Nacional de Saneamento Rural. Brasília: Ministério da Saúde, Fundação Nacional de Saúde, 2019, 260 p.

LOPES, A. S. Manual internacional de fertilidade do solo. 2. ed. rev. ampl. Piracicaba, SP: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1998, 186p.

GARCIA, J. A. del C.; ESQUIZA, J. S. de G.; ANACABE, A. U.; RODA, S. S. D. de. Fertirrigación en invernadero - Obstruciones en los equipos de fertirrigación. Horticultura Agricola Vergel, v. 18, n. 200, p. 454-458, 1998.

GHEYI, H. R.; DIAS, N. S.; LACERDA, C. F.; GOMES FILHO, E. Manejo da salinidade na agricultura: Estudo básico e aplicados / 2.ed. INCTSal, 2016, 504p.

GOMES, J. W. da S.; DIAS, N. da S.; MORENO-PIZANE, M. A.; PAIVA, K. F.; ROCHA, J. L. A..; ARAÚJO, E. B. G.; FERNANDES, C. dos SANTOS. Growth and mineral composition of the melon with different doses of phosphorus and organic matter. Dyna, v. 86, n. 211, p. 363–368, 2019. https://doi.org/10.15446/dyna.v86n211.69776

HOUBEN, S.; BRINKS, H. Informação Prática para a Saúde do Solo. Disponível em: https://www.best4soil.eu/assets/factsheets/pt/16.pdf. 2020. Acessado em: 15 de Jun 2022.

KERBAUY, G. B. Fisiologia Vegetal. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008, 470p.

KHAJVAND, M.; MOSTAFAZADEH, A. K.; DROGUI, P.; TYAGI, R. D.; BRIEN, E. Greywater characteristics, impacts, treatment, and reclamation using adsorption processes towards the circular economy. Environ Sci Pollut Res., v. 29, p. 10966–11003, 2022. https://doi.org/10.1007/s11356-021-16480-z.

MAIMON, A.; FRIEDLER, E.; GROSS, A. Parameters affecting greywater quality and its safety for reuse, Science of The Total Environment, v. 487, p. 20-25, 2014. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.03.133.

MANLIO, S. F.; SOUZA, S. R. de; SANTOS, L. A. Nutrição Mineral de Plantas. 2 ed. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2006, 670p.

MORAIS, N. W. S.; SANTOS, A. B. D. Análise dos padrões de lançamento de efluentes em corpos hídricos e de reuso de águas residuárias de diversos estados do Brasil. Revista DAE, São Paulo, v. 67, n. 215, p. 40-55, 2019. https://doi.org/10.4322/dae.2019.004

NYAGATARE, G.; SHINGIRO, C.; NYIRANZIRINGIRIMANA, C. Effect of domestic greywater reuse for irrigation on soil physical and chemical characteristics and tomatoes growth. Journal of Agriculture and Environment for International Development (JAEID), v. 115, n. 2, p. 51-63, 2021. https://doi.org/10.36253/jaeid-12069

OLIVEIRA, A. B. D.; SEIXAS, C. D. S.; OLIVEIRA, A. B. de; LEITE, R. M. V. B. de C.; BALBINOT JUNIOR, A. A.; KERN, H. S. Soja: o produtor pergunta e a Embrapa responde. Brasília: Embrapa, 2019, 274 p.

ORON, G.; ADEL, M.; AGMON, V.; FRIEDLER E.; HALPERIN, R.; LESHEM, E.; WEINBERG, D. Greywater use in Israel and worldwide: standards and prospects. Water Res., v. 1, n. 58, p. 92-101, 2014. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.03.032

PAES, J. L. A.; RUIZ, H. A.; FERNANDES, R. B. A.; FREIRE, M. B. G. S.; BARROS, M. F. C.; ROCHA, G. C. Dispersão de argilas em solos afetados por sais. Revista Brasileira Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 17, n. 10, p. 1135–1142, 2013. https://doi.org/10.1590/S1415-43662013001100002

PATIL, P. D.; BHANGE, P. V.; SHENDE, S. S.; GHORPADE, P. S. Greywater characterization of an Indian household and potential treatment for reuse. Water-Energy Nexus, v. 5, p. 1-7, 2022. https://doi.org/10.1016/j.wen.2021.12.001

PERULLI, G. D.; G. F.; SORRENTI, G.; DONATI, I.; BOINI, A.; BRESILLA, K.; MANFRINI, L.; BAFFONI, L.; GIOIA, D. D.; GRAPPADELLI, L. C.; SPINELLI, F.; MORANDI, B. Treated wastewater as irrigation source: a microbiological and chemical evaluation in apple and nectarine trees, Agricultural Water Management, v. 244, 2021. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2020.106403

PROSAB - PROGRAMA DE PESQUISAS EM SANEAMENTO BÁSICO. Tratamento e utilização de esgotos sanitários. 1. ed. Rio de Janeiro: ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 2006, 427 p.

RIBEIRO, A. C.; GUIMARÃES, P. T. G.; ALVAREZ, V. H. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais. 5ª. ed. Viçosa: Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais, 1999, 359 p.

RICHARDS, L. A. Diagnosis and improviment of saline and alkali soils. Washington DC: US Department of Agriculture, 1954, 160p.

SALVADOR, J. O.; MOREIRA, A.; MALAVOLTA, E.; CABRAL, C. P. Influência do alumínio no crescimento e na acumulação de nutrientes em mudas de goiabeira. Rev. Bras. de Ciências do Solo, v. 24, n. 4, p. 787-796, 2000. https://doi.org/10.1590/S0100-06832000000400011

SANTIAGO, F.; FELIPE, J.; BLACKBURN, R.; DOMBROSKI, S.; MONTEIRO, L.; NANES, M., DIAS, I., GURGEL, R.; OLIVEIRA, B.; OLIVEIRA, G.; SANTOS, W.; PINHEIRO, M. R.; SALES, F.; SILVA, J. 2015. Manual de implantação e manejo do sistema bioágua familiar: reuso de água cinza doméstica para a produção de alimentos na agricultura familiar do semiárido brasileiro. Carnaúbas: ATOS, 2015, 194 p.

SANTOS, S. S.; SOARES, A. A.; MATOS, A. T.; MANTOVANI, E. C.; BATISTA, R. O.; MELO, J. C. Contaminação microbiológica de do solo e dos frutos de cafeeiros fertirrigados com esgoto sanitário. Engenharia na Agricultura, v. 14, n.1, p. 16-22, 2006.

SANTOS, H. G. D.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A. de; LUMBRERAS, J. F.; Coelho, M. R.; ALMEIDA, J. A. de; ARAÚJO FILHO, J. C. de.; OLIVEIRA, J. B. de.; CUNHA, T. J. F. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5ª. ed. Brasília: Embrapa, 2018, 356 p.

BAHIA. Sistema Estadual de Informações Ambientais e de Recursos Hídricos - SEIA. 2022. Disponível em: http://monitoramento.seia.ba.gov.br/paginas/hidrometeorologico/pluviometrico/export.xhtml. Acessado em: 08 Jun 2022.

SHAIKH, I. N.; AHAMMED, M. M.; KRISHNAN, M. P. S. Graywater treatment and reuse. Sustainable Water and Wastewater Processing, p. 19–54, 2019. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816170-8.00002-8.

SHAIKH, I.N.; AHAMMED, M. M. Quantity and quality characteristics of greywater from an Indian household. Environ Monit Assess, v. 194, n. 191, 2022. https://doi.org/10.1007/s10661-022-09820-0

SILVA, A. F. S. S.; LIMA, A. A.; QUEIROZ, J. J. F.; JÁCOME, P. R. L. de A.; JÁCOME JÚNIOR, A. T. Análise bacteriológica das águas de irrigação de horticulturas. Revista Ambiente & Água, Taubaté, v. 11, n. 2, p. 428-438, 2016. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1798

SOBRAL, L. F.; BARRETTO, M. C. de V.; SILVA, A. J.; ANJOS, J. L. Guia Prático para Interpretação de Resultados de Análises de Solos. Aracajú: Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2015. 13 p.

TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W. G. Manual de Métodos de Análise de Solo. 3 ed. Brasília: Embrapa, 2017, 574 p.

TEIXEIRA, A. H. de C.; LIMA FILHO, J. M. P. Condições climáticas do Vale do São Francisco. Agência de Informação Embrapa. Disponível em: https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia22/AG01/arvore/AG01_83_24112005115224.html. Acessado em: 08 Jun 2022.

TUNDISI, J. G. Recursos hídricos no futuro: problemas e soluções. Estudos Avançados, São Paulo, v. 22, n. 63, p.7-16, 2008. https://doi.org/10.1590/S0103-40142008000200002

USEPA - UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Guidelines for Water Reuse, Washington D.C., September 2012. 643. (EPA/600/R-12/618).

VEETTIL, A. V.; MISHRA, A. K.; GREEN, T. R. Green, Explaining water security indicators using hydrologic and agricultural systems models, Journal of Hydrology, v. 607, p. 127463-127478, 2022. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127463.

ZRAUNIG, A., ESTELRICH, M.; GATTRINGER, H.; KISSER, J.; LANGERGRABER, G.; RADTKE, M.; RODRIGUES-RODA, I.; BUTTIGLIERI, G. Long term decentralized greywater treatment for water reuse purposes in a tourist facility by vertical ecosystem. Ecological Engineering, v. 138, p. 138-147, 2019. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2019.07.003

WHO. Guidelines for the Safe Use of Wastewater, Excreta and Greywater - Wastewater use in agriculture. Geneva: World Health Organization, v. 2, 2006. 222 p.

Published

01-07-2022

How to Cite

FRANCA, C. L. E.; AMORIM, M. C. C. de; OLSZEVSKI, N.; BELÉM, C. dos S. Use of treated graywater for fruit irrigation in the semiarid region: Legal aspects and soil quality. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, [S. l.], v. 17, n. 3, p. 167–177, 2022. DOI: 10.18378/rvads.v17i3.9330. Disponível em: https://gvaa.com.br/revista/index.php/RVADS/article/view/9330. Acesso em: 22 dec. 2024.

Issue

Section

INTERDISCIPLINARY