Produção sustentável de Scenedesmus sp. com água residual e uso do plasma não térmico
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Data
2019
Tipo de documento
Dissertação
Título da Revista
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Título de Volume
Área do conhecimento
Ciências Agrárias
Modalidade de acesso
Acesso aberto
Editora
Autores
Souza, Leandro de
Orientador
Moecke, Elisa Helena Siegel
Coorientador
Resumo
As microalgas são organismos fotossintéticos aquáticos que apresentam taxas de crescimento mais altas que as plantas terrestres e não competem com culturas alimentares e terras agricultáveis. Com uma abordagem ambientalmente amigável, as microalgas têm aplicações na remoção de contaminantes das águas residuais e na redução da eutrofização em corpos d'águas naturais. Além disso, as microalgas têm o potencial de acumular grandes quantidades de lipídios, que podem ser convertidos em biodiesel, bem como proteínas e carboidratos que encontram uma infinidade de aplicações. O presente trabalho foi desenvolvido com a microalga Scenedesmus sp. e está dividido em duas etapas: a primeira com uso de efluente de aterro sanitário (EAS) como alternativa para a água de cultivo, e a segunda foi utilizando o plasma não térmico (PNT), para indução do estresse celular e como pré tratamento para ruptura da parede celular. A primeira etapa do trabalho teve como objetivo o cultivo da microalga Scenedesmus sp. com o EAS proveniente da última etapa do tratamento, antes de ser lançado ao corpo d’água. Os cultivos foram realizados com fotoperíodo de 24 h, mantido sob aeração durante 10 dias. Diferentes porcentagens de EAS foram usadas (0-, 20-, 40- , 60-, 80- e 100%) para a máxima produção de biomassa algal e lipídica. A concentração ideal para cultivos foi de 80% de EAS, com produtividade celular de 187,12 mg L-1 d-1 e lipídica de 33,82 mg L-1 d-1). O conteúdo de FAs na microalga foi maior em ácidos graxos poli-insaturados (AGPIs - 62.96%) quando os cultivos foram realizados sem a presença de EAS. Nos cultivos com 80% de EAS houve uma redução dos AGPIs (33,72%) e aumento dos monoinsaturados (AGMIs – 39,34%). A
remoção dos nutrientes de nitrogênio e fósforo foi observada em todos os cultivos, a maior remoção de fósforo (PO3-1 - 87%) ocorreu no cultivo com 80% de EAS. Além disso, foi verificada a remoção de metais (Al, Fe, Ni, Cu, Cd e Rb) do meio de cultivo
com 80% de EAS, indicando que a microalga é capaz de biorremediar uma água residual que apresenta elevada capacidade poluidora. Na segunda etapa foi usado o PNT nos cultivos em meio Chu (padrão) da Scenedesmus sp. com o propósito de induzir o estresse oxidativo, a fim de aumentar a produtividade lipídica na biomassa algal. O PNT é considerado uma tecnologia em
crescente expansão limpa e eficiente. Foram realizados dois tipos de estudo, no primeiro o cultivo da microalga foi submetido ao PNT por 3 minutos a cada dois dias, durante 10 dias e com análises a cada 48 h pós PNT. E no outro foram realizados 5
cultivos diferentes e em cada um foi submetido o PNT em dias diferentes (2-, 4-, 6-,8- e 10º dia), com análises após uma hora e seguido de novas análises a cada 48 h. No primeiro estudo foi verificado uma melhor produtividade lipídica quando o PNT foi
aplicado no 2º dia e 4º dia de cultivo com aumentos de 20,67 mg L-1 d-1 e 18,25 mg L-1 d-1 respectivamente. No segundo estudo foi verificado a maior produtividade quando o PNT foi aplicado no 2º dia (21,83 mg L-1 d-1) e 6º dia (22,67 mg L-1 d-1) de
cultivo. No lipídeo obtido após aplicação do plasma no 2º dia de cultivo foi observado um aumento nos teores de ácidos graxos monoinsaturados (C18:1), enquanto que no cultivo controle houve uma maior concentração de ácidos graxos poli-insaturados
(C18:3). A presença de ácidos graxos poli-insaturados é menos favorável para a produção de biodiesel devido aos processos de degradação. Os resultados obtidos mostraram que o uso do plasma para induzir a produção de lipídeos, é uma
tecnologia promissora para ser aplicada nos cultivos de biomassa, visando a produção de óleo para aplicações em biodiesel, uma vez que, com apenas 4 dias de cultivo foi obtido uma maior produtividade lipídica com menor tempo, o que impacta
diretamente nos custos.
Palavras-chave
Microalgas, Efluente de aterro sanitário, Nutrientes, Ácidos graxos, Espécies reativas de oxigênio