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Previous issue date: 2016-05-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The economic development of a country depends on good quality of water
available, so the conservation and restoration of water bodies are strategic
conditions for this to happen. However, water resources have become scarce
over the past decades, in quantitative and qualitative terms. A variety of human
activities have caused serious problems to the aquatic environment, and
eutrophication is one of the most responsible for the degradation of the quality
of water bodies, mainly caused by the artificial enrichment of nutrients,
especially phosphorus and nitrogen. There are currently two contrasting
scenarios: the excessive presence of phosphorus in aquatic ecosystems and, the
depletion of phosphate rock deposits, which endangers the water security and
the global food security. In this context the development of technologies aimed
at the recovery of the quality of aquatic ecosystems and phosphorus contained in
these compartments is of fundamental importance, since the global stock of
phosphate rocks is a finite resource and may be close to being exhausted.
Various technologies for the remediation of eutrophic environments have been
studied, however none of which aims to reuse of phosphorus in agriculture.
Thus, the aim of this study was to evaluate the sawdust as biosorbent material to
phosphorus aiming the recovery of the quality of water resources and its later
use as fertilizer in agriculture. The experiments were conducted in two stages,
first were assembled microcosm with water and sediment samples from
eutrophic reservoir Ibirité/MG, the total incubation time was 159 days, in this
time various parameters (physicochemical and chemical) were monitored in the
water column, interstitial water and sediment. After the end of this first
experiment arose any question about the phosphorus adsorption in sawdust, what motivated the development of a new experiment with samples of the Barra
Bonita/SP. This experiment was performed with sterile and non-sterile samples
as well as that had or not a previous addition of iron in the sawdust, the
incubation time was 240 and 247 days, respectively for non-sterile and sterile
experiment. The results of the first experiment (Ibirité) showed that there was a
reduction of 90.5% of orthophosphate in the water column of the microcosms
and sawdust adsorbed 16.2 μg g-1, this adsorption occurred mostly after 113
days of incubation. In the second experiment results showed that prior to
addition of iron not conducive to increased adsorption in the non-sterile
experiments, and the main adsorption mechanism may be not via the action of
bacteria oxidizing Fe (II). The higher adsorption in the second experiment took
place in sterile microcosm, where sawdust adsorbed 66.9 μg g-1 in the period of
247 days. Knowing that the success in the recovery of water bodies depends on
the reduction of external phosphorus sources, the studied technology has a good
potential application as a remediation technique and phosphorus reuse as
fertilizer, mainly because it is an inexpensive technique and easy to use. / O desenvolvimento econômico de um país depende de disponibilidade de água
de boa qualidade, logo a conservação e recuperação dos corpos aquáticos são
condições estratégicas para que isto ocorra. Entretanto, os recursos hídricos têm
se tornado escassos no decorrer das últimas décadas, tanto em termos
quantitativos quanto qualitativos. Uma diversidade de atividades antrópicas tem
provocado graves problemas aos ambientes aquáticos, sendo que a eutrofização
é um dos responsáveis pela degradação da qualidade dos corpos aquáticos
causada majoritariamente pelo enriquecimento artificial de nutrientes,
principalmente fósforo e nitrogênio. Existem atualmente dois cenários
contrastantes: um de presença excessiva de fósforo em ecossistemas aquáticos e
outro de depleção das jazidas de rocha fosfática, o que coloca em risco tanto a
segurança hídrica quanto a segurança alimentar global. Neste contexto, o
desenvolvimento de tecnologias que visam à recuperação da qualidade de
ecossistemas aquáticos e do fósforo contido nestes compartimentos, é de
fundamental importância, uma vez que o estoque global de rochas fosfáticas é
um recurso finito e pode estar próximo de ser esgotado. Diversas tecnologias
para a remediação de ambientes eutrofizados já foram estudadas, porém
nenhuma delas visa o reaproveitamento do fósforo na agricultura. Desta forma,
o objetivo principal deste estudo foi avaliar a serragem como material
biossorvente para fósforo visando à recuperação da qualidade do recurso hídrico
e o seu posterior uso como fertilizante na agricultura. Os experimentos foram
realizados em duas etapas, na primeira foram montados microcosmos com
amostras de água e sedimento do reservatório eutrofizado de Ibirité/MG, o período total de incubação foi de 159 dias, tempo durante o qual diversas variáveis (físico-químicos e químicas) foram monitoradas na coluna de água, água intersticial e sedimento. Após o término desse primeiro experimento
surgiram alguns questionamentos a respeito da adsorção de fósforo na serragem,
o que motivou a realização de um novo experimento, que foi conduzido com
amostras coletadas no reservatório de Barra Bonita-SP. Este experimento foi
realizado com amostras estéreis e não estéreis, que tivessem ou não adição
prévia de ferro na serragem. O tempo de incubação foi de 240 e 247 dias, para
experimento não estéril e estéril, respectivamente. Os resultados para o
experimento do Ibirité-MG, mostraram que houve uma redução de 90,5% na
concentração de ortofosfato na coluna de água dos microcosmos e a serragem
adsorveu 16,2 μg P g-1, sendo que esta adsorção ocorreu majoritariamente após
113 dias de incubação. No segundo experimento os resultados mostraram que a
adição prévia de ferro não favoreceu uma maior adsorção no experimento não
estéril, bem como que o mecanismo principal de adsorção pode não ocorrer via
ação das bactérias oxidantes de Fe(II). A maior adsorção neste segundo
experimento ocorreu no microcosmo estéril, onde a taxa de adsorção na foi de
66,9 μg g-1 no período de 247 dias. Sabendo que o sucesso na recuperação dos
corpos aquáticos depende da minimização ou eliminação de fontes externas de
fósforo, a tecnologia estudada apresenta um bom potencial de aplicação como
técnica de remediação bem como posterior reuso do fósforo como fertilizante,
principalmente por ser uma técnica de baixo custo e fácil aplicação.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8082 |
| Date | 25 May 2016 |
| Creators | Pantano, Glaucia |
| Contributors | Fadini, Pedro Sérgio |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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