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dissertação mestrado-Savergnini.pdf: 1862145 bytes, checksum: e45f0963fc6b204e533d27e1e8f57ffb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / drenagem da bacia hidrográfica e de lançamentos pontuais de efluentes do
processamento da cana, como o vinhoto. Este efluente consiste em um líquido com
alta carga orgânica, demanda de oxigênio e sólidos em suspensão. Para
caracterizar a matéria orgânica proveniente do impacto da agroindústria da cana,
ferramentas geoquímicas podem ser utilizadas, determinando sua origem e o estado
trófico ambiental. Análises microbiológicas também são importantes na medida em
que microrganismos degradam a matéria orgânica, estabelecendo o equilíbrio
dinâmico do ecossistema. Este trabalho apresentou como objetivo a caracterização
do impacto ambiental e degradação microbiana do vinhoto no Baixo Rio Paraíba do
Sul. As análises foram realizadas na água e no sedimento ao longo da zona de
mistura fluvial no início (Campanhas I – 07/2006 e III – 07/2007) e final da safra
(Campanha II – 10/2006). No laboratório, foram realizados bioensaios para se
estimar o potencial de biodegradação do vinhoto. As estações se localizaram a
montante e a jusante do lançamento do efluente em até cerca de 200 metros de
distância, também sendo realizadas coletas na foz do rio como referência. Os
sedimentos foram fracionados em finos (<63 μm) e grossos (>63 μm). Na água,
valores elevados de temperatura e oxigênio dissolvido juntamente com baixos
valores de pH foram bons indicadores da presença de vinhoto e a alta concentração
de potássio foi essencial para a identificação de seu lançamento no efluente
industrial. No sedimento, as diferenças encontradas entre as concentrações de
fósforo orgânico e inorgânico, e as altas concentrações de carbono orgânico, razão
C:N e potássio foram eficientes na caracterização do impacto do efluente e da
agricultura. Concentrações semelhantes de fósforo orgânico e inorgânico,
juntamente com razões C:N em torno de 12 demonstraram que a foz do rio é
influenciada pela agricultura de cana, sugerindo que a matéria orgânica
sedimentada é tanto de origem fitoplanctônica como de vegetais superiores. A
fração fina correlacionou-se significativamente com a maior parte dos parâmetros e
se mostrou útil na avaliação do impacto, pois o principal componente do vinhoto, o
potássio, se concentrou preferencialmente nos grãos menores que 63 μm. As
análises microbiológicas revelaram que a entrada dos efluentes influencia a
comunidade bacteriana, aumentando a biomassa e o ganho energético (analisado
através da ETSA) na água e no sedimento no início da safra. Entretanto, o acúmulo
de carga orgânica no sedimento do final da safra, inibiu a respiração aeróbia e
diminuiu a capacidade de auto-depuração ambiental. Os microrganismos isolados
do sedimento foram capazes de crescer e utilizar o vinhoto como única fonte de
energia nos bioensaios, demonstrando seu possível uso em processos de
biorremediação. Observou-se que o número de células por cm3 deve ser no mínimo
da ordem de 108 a 109 para uma eficiente remoção de biopolímeros (37%) e
percebeu-se que o fosfato é consumido eficientemente (99%) somente quando em
concentrações próximas a 3 mg L-1, observando-se uma baixa eficiência de
consumo quando em concentrações próximas a 9 mg L-1.. A eficiência de
degradação foi alta nos primeiros 6 dias do bioensaio, não sendo observado
reduções eficientes nos demais dias de análise. / The pollution in rivers caused by sugar cane agriculture and industry is a
result of runoff and point source discharge of sugar cane effluents, mainly vinasse
with high organic content, oxygen biological demand and suspended solids.
Geochemical tools can be used to characterize the organic matter from effluents, like
determining origin and environmental trophic state. Microbiological analyses are also
important, as microorganisms degraded organic matter and establish the ecosystem
dynamic equilibrium. The aim of this work was to characterize the impact and
microbial degradation of vinasse in the Low River Paraíba do Sul. Analyses were
performed in water and sediment along the fluvial mixture zone in the beginning
(Campaign I -07/2006 e III – 07/2007) and at the end of crop (Campaign III –
10/2006). In laboratory were performed bioassays to estimate the vinasse potential
biodegradation. The samples were collected upstream and downstream ranging in
200 m from the effluent discharge source, as well as at the mouth of the river how
reference. The sediment samples were fractionated in fine (<63 μm) and coarse (>63
μm). In water, high values of temperature and dissolved oxygen with low values of
pH were indicators of vinasse discharge and high concentration of potassium was
fundamental to identify the presence of vinasse in the effluent. In sediments,
differences were found between organic and inorganic phosphorus concentration,
and the high values of organic carbon, C:N ratio and potassium were efficient
descriptors of effluent and sugar cane agriculture. Similar concentrations of organic
and inorganic phosphorus, and the C:N ratios around 12 demonstrated that the
mouth of river was influenced by agriculture, suggested that the sedimentary organic
matter originates from phytoplankton and also vacular plants. The fine fraction was
significant correlated with the most part of parameters and was useful in the impact
evaluation, as the main component of vinasse, the element potassium, was
concentrated in grains smaller than 63 μm. The microbiological analyses revealed
that the effluent influence in the bacterial community enhancing biomass, energetic
gain (analyzed by ETSA) in both water and sediment at beginning of crop. However
the organic fraction accumulated in the sediment inhibited aerobic respiration and
reduced the capacity of environmental auto-depuration at the end of harvest period.
Microorganisms isolated from local sediment were capable to grow and to use
vinasse as a single source of energy during bioassays, demonstrating possible uses
in bioremediation. It was observed that the number of cells/cm-3 has be in the
minimum of the order 108 a 109 to an efficient remove of biopolymers (37%) and
realized the fosfate is consumed efficiently (99%) only when in concentrations near
of 3 mg L-1 , observing low efficient of consume when concentrations are nearly of 9
mg L-1 . The efficiency of degradation was high in the first 6 days of bioassay, not
being observed efficient reductions in the others days of analyses.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:https://app.uff.br/riuff:1/4682 |
| Date | 26 September 2017 |
| Creators | Savergnini, Fernanda |
| Contributors | Bernardes, Marcelo Correa, Leite, Selma Gomes Ferreira, Silva Filho, Emmanoel Vieira da, Crapez, Mirian Araújo Carlos, Knoppers, Bastiaan Adriaan |
| Publisher | Niterói |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFF, instname:Universidade Federal Fluminense, instacron:UFF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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