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EFICIÊNCIA DE QUITINAS E QUITOSANAS NA REMOÇÃO DE AMÔNIA TOTAL DE EFLUENTES AQUÍCOLAS

FERNANDA BERNARDI.
Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-205198

Resumo

A principal fonte de nitrogênio amoniacal na água de viveiros de aquicultura é a excreção nitrogenada dos organismos aquáticos e a degradação por micro-organismos dos alimentos não consumidos e das fezes. Para que a aquicultura continue crescendo é preciso que os métodos de tratamento de efluentes acompanhem o crescimento da atividade, e que sejam de baixo custo e fácil operação. Diante disto, existe uma grande demanda por materiais naturais que possam agir como adsorventes de amônia. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de adsorção de quitinas de camarões marinhos (QT1) e de água-doce (QT2), de três quitosanas comerciais (Q1, Q2 e Q3) e uma quitosana produzida em laboratório (Q4) na remoção de amônia total de efluentes sintéticos com diferentes concentrações iniciais de amônia e de efluentes naturais de aquicultura. Para a caracterização dos adsorventes foram realizadas análises de titulação condutimétrica, fisissorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. Foram realizados ensaios de efeito da dosagem do adsorvente em diferentes concentrações iniciais de amônia do efluente sintético. Foi preparada uma solução estoque de NH4Cl 1000 mg L-1. A partir desta, por diluições, preparou-se soluções com concentrações de amônia total de: 0,09; 0,95; 2,17; 5,62; 7,95; 9,12 e 22,91 mg L-1, com pH fixo em 7,5. Os testes de adsorção foram realizados em batelada à 25ºC, utilizando-se amostras de 100 mL das soluções descritas anteriormente, aos quais foram adicionados os adsorventes QT1, QT2, Q1, Q2, Q3 e Q4 nas concentrações: 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0% (m m-1). Os sistemas adsorvato/adsorvente foram agitados por três horas em um shaker (170 rpm), em seguida foram coletadas em triplicata alíquotas de 7 mL da solução e centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Também foram realizados ensaios de remoção de amônia total de efluentes aquícolas por adsorção. Cada efluente aquícola foi analisado de forma simples: adicionou-se 1,0% (m m-1) do adsorvente Q2 a 1 L do efluente sob agitação magnética e coletou-se em triplicata alíquotas de 7 mL do sobrenadante em intervalos de tempo que variaram entre 1 a 300 min (1; 5; 10; 15; 30; 60; 90; 120; 180; 240 e 300 min). As alíquotas coletadas foram centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Através da análise de fisissorção de nitrogênio (BET) verificou-se que a quitosana comercial 3 (Q3), a quitosana obtida em laboratório (Q4), a quitina de camarão marinho (QT1) e a quitina de camarão de água-doce (QT2) possuem uma área superficial muito pequena quando comparadas as quitosanas comerciais 1 e 2 (Q1 e Q2). Nas micrografias dos adsorventes observou-se que as amostras Q1 e Q2 apresentam superfícies mais rugosas e porosas que as demais amostras. Os principais elementos químicos presentes nas amostras analisadas foram carbono e oxigênio, sendo que as amostras Q1 e Q2 também apresentaram grande porcentagem de cálcio. As quitosanas comerciais 1 e 2 apresentaram picos de maior cristalinidade e mais nítidos que os de QT1 e QT2, confirmando a característica de material mais natural das Q1 e Q2, demonstrando que estas, possivelmente, são menos processadas que as QT1, QT2, Q3 e Q4. Todas as dosagens de quitosanas Q1 e Q2 testadas removeram 100% na menor concentração inicial de amônia (0,09 mg L-1). Para as demais concentrações iniciais ocorreu uma maior remoção de amônia quando foi adicionada uma dosagem maior de quitosana. As amostras de quitinas QT1 e QT2 e as demais amostras de quitosanas Q3 e Q4 não foram eficientes no processo de adsorção de amônia de efluentes sintéticos, indicando que as concentrações utilizadas dos adsorventes deveriam ter sido maiores. A quitosana 2 mostrou-se mais eficiente no processo de adsorção de amônia total, removendo até 94,33% de amônia de efluente sintético com concentração inicial de 7,35 mg L-1. Em efluentes aquícolas com concentrações iniciais de 0,14; 0,27 e 0,50 mg L-1 de amônia, a quitosana 2 com a dosagem de 1,0% (m m-1) apresentou 100% de eficiência de remoção de amônia, sendo que para os dois primeiros efluentes testados a adsorção de amônia foi imediata, não ocorrendo variação durante o tempo de agitação (1 a 300 min).
A principal fonte de nitrogênio amoniacal na água de viveiros de aquicultura é a excreção nitrogenada dos organismos aquáticos e a degradação por micro-organismos dos alimentos não consumidos e das fezes. Para que a aquicultura continue crescendo é preciso que os métodos de tratamento de efluentes acompanhem o crescimento da atividade, e que sejam de baixo custo e fácil operação. Diante disto, existe uma grande demanda por materiais naturais que possam agir como adsorventes de amônia. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de adsorção de quitinas de camarões marinhos (QT1) e de água-doce (QT2), de três quitosanas comerciais (Q1, Q2 e Q3) e uma quitosana produzida em laboratório (Q4) na remoção de amônia total de efluentes sintéticos com diferentes concentrações iniciais de amônia e de efluentes naturais de aquicultura. Para a caracterização dos adsorventes foram realizadas análises de titulação condutimétrica, fisissorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. Foram realizados ensaios de efeito da dosagem do adsorvente em diferentes concentrações iniciais de amônia do efluente sintético. Foi preparada uma solução estoque de NH4Cl 1000 mg L-1. A partir desta, por diluições, preparou-se soluções com concentrações de amônia total de: 0,09; 0,95; 2,17; 5,62; 7,95; 9,12 e 22,91 mg L-1, com pH fixo em 7,5. Os testes de adsorção foram realizados em batelada à 25ºC, utilizando-se amostras de 100 mL das soluções descritas anteriormente, aos quais foram adicionados os adsorventes QT1, QT2, Q1, Q2, Q3 e Q4 nas concentrações: 1,0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0% (m m-1). Os sistemas adsorvato/adsorvente foram agitados por três horas em um shaker (170 rpm), em seguida foram coletadas em triplicata alíquotas de 7 mL da solução e centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Também foram realizados ensaios de remoção de amônia total de efluentes aquícolas por adsorção. Cada efluente aquícola foi analisado de forma simples: adicionou-se 1,0% (m m-1) do adsorvente Q2 a 1 L do efluente sob agitação magnética e coletou-se em triplicata alíquotas de 7 mL do sobrenadante em intervalos de tempo que variaram entre 1 a 300 min (1; 5; 10; 15; 30; 60; 90; 120; 180; 240 e 300 min). As alíquotas coletadas foram centrifugadas a 3000 rpm por 10 minutos. A concentração de amônia total foi determinada no sobrenadante. Através da análise de fisissorção de nitrogênio (BET) verificou-se que a quitosana comercial 3 (Q3), a quitosana obtida em laboratório (Q4), a quitina de camarão marinho (QT1) e a quitina de camarão de água-doce (QT2) possuem uma área superficial muito pequena quando comparadas as quitosanas comerciais 1 e 2 (Q1 e Q2). Nas micrografias dos adsorventes observou-se que as amostras Q1 e Q2 apresentam superfícies mais rugosas e porosas que as demais amostras. Os principais elementos químicos presentes nas amostras analisadas foram carbono e oxigênio, sendo que as amostras Q1 e Q2 também apresentaram grande porcentagem de cálcio. As quitosanas comerciais 1 e 2 apresentaram picos de maior cristalinidade e mais nítidos que os de QT1 e QT2, confirmando a característica de material mais natural das Q1 e Q2, demonstrando que estas, possivelmente, são menos processadas que as QT1, QT2, Q3 e Q4. Todas as dosagens de quitosanas Q1 e Q2 testadas removeram 100% na menor concentração inicial de amônia (0,09 mg L-1). Para as demais concentrações iniciais ocorreu uma maior remoção de amônia quando foi adicionada uma dosagem maior de quitosana. As amostras de quitinas QT1 e QT2 e as demais amostras de quitosanas Q3 e Q4 não foram eficientes no processo de adsorção de amônia de efluentes sintéticos, indicando que as concentrações utilizadas dos adsorventes deveriam ter sido maiores. A quitosana 2 mostrou-se mais eficiente no processo de adsorção de amônia total, removendo até 94,33% de amônia de efluente sintético com concentração inicial de 7,35 mg L-1. Em efluentes aquícolas com concentrações iniciais de 0,14; 0,27 e 0,50 mg L-1 de amônia, a quitosana 2 com a dosagem de 1,0% (m m-1) apresentou 100% de eficiência de remoção de amônia, sendo que para os dois primeiros efluentes testados a adsorção de amônia foi imediata, não ocorrendo variação durante o tempo de agitação (1 a 300 min).
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