Bio e fotodegradação de biodiesel e suas misturas de diesel com avaliação fitotoxicológica

Abstract

O impacto de combustíveis sobre o meio ambiente é de grande interesse devido à possibilidade da ocorrência de derramamentos. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a toxicidade e a biodegradação dos combustíveis diesel (D), biodiesel de algodão (B100) e suas misturas (Bx) em meio aquoso. A toxicidade dos combustíveis em diferentes concentrações foi analisada em sementes de alface. Os resultados mostraram que a toxidez está associada ao tipo e à concentração do combustível, sendo o diesel o mais tóxico. Um ensaio preliminar foi realizado para investigar o potencial de biodegradação dos combustíveis-teste (B100, D e B20) pelos micro-organismos Saccharomyces cerevisiae e Pseudomonas aeruginosa não adaptados e adaptados por um período de 12 dias. Foram mensuradas a concentração de células viáveis, pH, DQO, DBO5 e a toxicidade. A eficiência do processo de biodegradação se comportou da seguinte forma: biodiesel (B100) > Mistura B20 > diesel. A P. aeruginosa adaptada apresentou o maior potencial de remoção da matéria orgânica no processo de biodegradação dos combustíveis, e por isso foi o micro-organismo utilizado nos ensaios subsequentes. Ensaios em batelada foram conduzidos em um biorreator do tipo tanque sob condições de agitação (250rpm) e aeração (0,5 vvm), a fim de ser investigada a biodegradação aeróbia do B100 (Ensaio 1 e 2) e do B20 (Ensaio 3) por um período de 62 dias. Os Ensaios 2 e 3 foram realizados com adição suplementar de KNO3 ao 7° dia de processo. Foram mensuradas a concentração de células viáveis, pH, DQO, DBO5, teor de ésteres de ácidos graxos e toxicidade. Os ensaios revelaram que a P. aeruginosa adaptada foi capaz de biodegradar, mas não de mineralizar estes combustíveis. As cinéticas de biodegradação revelaram um perfil cinético de decaimento de reação de primeira ordem e foi observado que o composto com maior número de ligações insaturadas (C18:2) foi o que apresentou um maior coeficiente de biodegradação, levando menor tempo de meia-vida de 18 dias para ser degradado. Em todos os casos ocorreu redução da concentração de células viáveis de 107 UFC.cm-3 para 104UFC.cm-3. Em relação aos ésteres metílicos, observou-se degradação de 37,51% e 34,82% para o C16:0 nos Ensaios 1 e 2, respectivamente. Os demais ésteres apresentaram 100% de degradação. Realizou-se também estudo da degradação do biodiesel por fotólise (abiótico) irradiado (254 nm), variando-se as velocidades de agitação (750 e 2000 rpm), por período de 28.200 segundos dos principais ésteres metílicos palmítico (C16:0), oleico (C18:1) e linoléico (C18:2), resultou numa redução de 87,08% (C18:2), 86,04% (C18:1) e 86,08% (C16:0), para rotação de 2000 rpm e de 100% de redução, para o ensaio à 750 rpm. Observou-se em todos os experimentos (bióticos e abióticos) que houve uma redução do pH e que esta redução está relacionada com as reações de degradação da mistura reagente.