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TRATAMENTO DE ÁGUAS CONTAMINADAS POR ÓLEOS LUBRIFICANTES USANDO BIOMASSA DA SALVINIA SP. COMO ADSORVENTE E SUPORTE PARA CONSÓRCIO BACTERIANO COM POTENCIAL BIODEGRADAÇÃO
Adsorção
Óleo Usado de Navio
B. pseudomycoides
B. subtilis
B. tequilensis
B. cihuensis
Adsorption
Used Ship Oil
B. pseudomycoides
B. subtilis
B. tequilensis
B. cihuensis
Adsorção
Óleos Industriais
Navios
Esgotosanálise
Poluição da Água
Poluição do Mar
Poluição por Petróleo
Modelos Teóricos
Ferreira, Rachel de Moraes | Fecha del documento:
2021
Titulo alternativo
Treatment of contaminated water by lubricating oils using Salvinia sp. as adsorbent and support for bacterial consortium with potential biodegradationDirector
Afiliación
Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Resumen en portugues
A poluição aquática por águas oleosas, provenientes de vazamentos de petróleo e derivados e descarte inadequado de efluentes, é um problema à manutenção da sustentabilidade do Planeta. O incentivo ao Desenvolvimento, Saúde e Inovação é uma das metas da Agenda 2030, que visa promover o desenvolvimento sustentável. Com base nessa iniciativa, o objetivo deste trabalho é o de desenvolver um método para tratamento de águas contaminadas por compostos derivados do petróleo com o uso da adsorção e da biotecnologia. Para tal, foi realizado o estudo da adsorção em emulsão de água e óleos lubrificantes com o uso da biomassa da macrófita Salvinia sp. in natura (SS) e com tratamento químico (SOH). O Capítulo 1 foi composto pelos procedimentos de coleta, preparo da biomassa e modificação química, seguidos pelos testes de caracterização físico-química das biomassas, como: Valores de pH, Ponto de Carga Zero, Caracterização por Microscopia Eletrônica de Varredura e Sistema de Energia Dispersiva, Determinação dos Grupos Funcionais por Titulação de Boehm, Caracterização por Espectrometria no Infravermelho e Análise da Área Superficial e Porosidade. Foi possível verificar que o tratamento químico promoveu a mudança na estrutura de SOH comparada a SS e, também, favoreceu a adsorção de óleo pela biomassa SOH, com qmáx. de 898 mg.g-1 e 3,49g.g1 em adsorção em batelada e coluna de leito fixo, respectivamente. No Capítulo 2 foi realizado o isolamento de 105 cepas de bactérias do gênero Bacillus Gram-positivo, provenientes de sedimentos da Baía de Guanabara, seguido de testes de triagem para seleção de bactérias com potencial de degradação de óleo usado de motor de navio, que foram: teste de emulsificação, teste de deslocamento do óleo e teste de biodegradação pelo indicador redox sal de sódio 2,6 dicloroindofenol (DCPIP). Após a seleção das cepas com potencial capacidade de biodegradação foi realizada a identificação molecular de 22 cepas. Em novos testes de biodegradação as espécies que obtiveram os melhores resultados foram B. pseudomycoides; B. subtilis; B. tequilensis e B. cihuensis com degradação do óleo de 49,43%, 40,40%, 51,35% e 62,4%, respectivamente, em cinco dias (C0=4,5 g.L -1 ). No Capítulo 3, após a seleção do consórcio bacteriano, foram realizados testes de imobilização com as biomassas SS e SOH e testes de biodegradação com variação de parâmetros, como: células livres e imobilizadas, bactérias individuais e consórcio, variação da concentração de óleo, bioestimulação, reinoculação, adição de NaCl e teste com o biorreator em escala de bancada. O biorreator produzido foi capaz de biodegradar o óleo de forma eficaz com média de remoção de 52,9% e taxa de degradação de 0,027 d-1 . Foram realizados testes toxicológicos dos efluentes que apresentam elevado grau de toxicidade. Por fim, os resultados alcançados apontam para a possibilidade, por meio de estudos futuros, de que a metodologia desenvolvida venha a ser uma tecnologia sustentável e economicamente viável.
Resumen en ingles
Aquatic pollution by oily water from oil and oil product spills and inadequate disposal of effluents is a problem for maintaining the Planet sustainability. The incentive to Health and Innovation Development is one goal of 2030 Agenda, with aims to promote the sustainable development. Based in these initiatives the objective of this work is to develop a method for the treatment of contaminated water by compounds derived from petroleum, with the use of adsorption and biotechnology. Therefore, the study of adsorption in water emulsion and lubricating oils was carried out using the biomass from macrophyte Salvinia sp. in natura (SS) and with chemical treatment (SOH). Chapter 1 was composed by the procedures of collection, preparation of the biomass and chemical modification, followed by the tests of biomass physical-chemical characterization as: pH Values, Point of Zero Charge, Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive System, Determination of Functional Groups by Boehm Titration, Characterization by Infrared Spectroscopy, Surface Area Analysis, and Porosity . It was possible to verify that the chemical treatment promoted a change in SOH structure compared to SS and also favored the oil adsorption by the biomass SOH, with qmax of 898 mg.g-1 and 3.49 g.g-1 in batch adsorption and fixed bed column, respectively. In Chapter 2, 105 bacteria strains from genus Bacillus Gram-positive were isolated from sediments of the Guanabara Bay, after that the screening tests to select bacteria with potential for degradation of ship engine oil used was done, which were: emulsification test, oil displacement test and biodegradation test by redox indicator sodium salt 2,6 dichloroindophenol (DCPIP). After selecting the strains with potential biodegradation capacity, the molecularly identification were done to this 22 strains. New biodegradation tests whose species that obtained the best results were B. pseudomycoides; B. subtilis; B. tequilensis and B. cihuensis with oil degradation of 49.43%, 40.40%, 51.35% and 62.4%, respectively, in five days (C0=4.5 g.L -1 ). In Chapter 3, after selecting the bacterial consortium, immobilization tests with biomass were performed with SS and SOH and biodegradation tests with variation of parameters such as: free and immobilized cells, individual bacteria and consortium, variation in oil concentration, biostimulation, reinoculation, and addition of NaCl and bench scale bioreactor test. The produced bioreactor was able to efficiently biodegrade the oil with an average removal of 52.9% and a degradation rate of 0.027 d-1 . Toxicological tests were carried out on effluents with a high toxicity degree. Finally, the results achieved point to the possibility, through future studies, that the developed methodology will become a sustainable and economically viable technology.
Palabras clave en portugues
BiodegradaçãoAdsorção
Óleo Usado de Navio
B. pseudomycoides
B. subtilis
B. tequilensis
B. cihuensis
Palabras clave en ingles
BiodegradationAdsorption
Used Ship Oil
B. pseudomycoides
B. subtilis
B. tequilensis
B. cihuensis
DeCS
Biodegradação AmbientalAdsorção
Óleos Industriais
Navios
Esgotosanálise
Poluição da Água
Poluição do Mar
Poluição por Petróleo
Modelos Teóricos
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