Imobilização de microalgas em polímeros orgânicos e inorgânico para remoção de nutrientes

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Barcellos, Brunna Samuel de Carvalho
• Orientador(a): Gutterres, Mariliz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Microalgas; Tratamento de efluentes industriais; Biopolímeros
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/277281

A população mundial tem crescido nas últimas décadas, exigindo mais alimentos, produtos e outros bens de consumo. Como resultado, as indústrias têm gerado mais efluentes com altas concentrações de contaminantes químicos e biológicos. Os efluentes, dependendo do tipo de indústria, podem conter altas concentrações de nutrientes como compostos nitrogenados e fosforados. O tratamento inadequado desses efluentes pode aumentar os níveis de nitrogênio e fósforo nos corpos hídricos, causando um fenômeno chamado eutrofização. Por isso, o tratamento de efluente por microalgas tem mostrado resultados promissores, devido às microalgas absorverem esses nutrientes para sua sobrevivência. Um exemplo de indústria que gera alto volume de efluentes contendo compostos nitrogenados é a indústria do couro (curtumes), devido ao alto consumo de água, produtos químicos e pele bovina a ser processada. No entanto, para o tratamento de efluentes por microalgas, a colheita das microalgas é necessária, o que limita sua aplicação. A imobilização de microalgas em polímeros pode ser uma boa alternativa para aplicação no tratamento de efluentes facilitando a colheita das mesmas. Por isso, o objetivo deste estudo é avaliar o uso de biopolímeros e polímero inorgânico para imobilização de microalgas, o crescimento e viabilidade das microalgas imobilizadas, e avaliar a remoção de nutrientes presentes em efluentes. No primeiro estudo, as microalgas Chlorella sp. e Scenedesmus sp. foram imobilizadas, em diferentes concentrações, em polímero inorgânico, sílica sol-gel e o álcool gerado pela síntese foi eliminado por evaporação. As microalgas foram cultivadas por 72 h para posterior emprego em efluentes de ribeira do processamento do couroe foi avaliada remoção de nitrogênio e carbono. Os resultados mostraram que para microalgas imobilizadas, a melhor remoção de carbono orgânico foi de 65% para Chlorella sp. e 53% para Scenedesmus sp. Em um segundo estudo, Chlorella vulgaris, em três diferentes concentrações iniciais, C1, C2 e C3, foi imobilizada em um biopolímero, alginato de cálcio, para avaliar a concentração de microalgas, a intensidade de fluorescência da clorofila e a remoção de nutrientes em comparação com microalgas suspensas. Na concentração inicial de C. vulgaris imobilizada C3 de 2,95.107 ± 9,81.105 cell.mL-1 ,cresceu de forma semelhante às microalgas suspensas. Já a intensidade da clorofila foi maior para C2, 1,75.106 ± 5,09.105 cell.mL-1 . A remoção de nutrientes para microalgas imobilizadas, nas concentrações C2 e C3, foi maior do que para microalgas suspensas nos primeiros 3 dias de experimento. Ao final do experimento, após 7 dias, a remoção foi de 100% de nitrato e 96% de fosfato para C3. O último estudo investigou a microalga imobilizada em uma mistura de biopolímeros, alginato (A) mais pectina (PECT) ou carboximetilcelulose (CMC) em diferentes concentrações, avaliando a viabilidade celular e a remoção de nutrientes. A concentração de alginato foi de 2,0 %, e os aditivos Pectina e CMC variaram de 1,0 %, 1,5 % e 2,0 %. As microalgas em APECT 1,0% cresceram mais de 25% em comparação com as microalgas imobilizadas apenas em alginato (A). O menor crescimento da C. vulgaris foi para APECT 2,0%. A remoção foi efetiva com a mistura de biopolímeros, APECT e ACMC nas concentrações 1,0% e 2,0%. Para fosfato, a maior remoção foi de 95% para ACMC 2,0% e 86% para APECT 2,0%. Para nitrato foi removido 100% em microalga em ACMC 1,0% e 1,5 e em APECT 1,0% foi de 98%.