biodegradação de biodiesel soja e mamona

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A degradação do biodiesel de soja em ambiente aquático é mais rápida do que a degradação do biodiesel de mamona. Enquanto perto de 86% do produto à base de soja demora 41 dias para ser degradado, o biodiesel de mamona apresenta diminuição de sua massa após 92 dias.

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  • 1. Ana Paula Nogareti Gomes BIODEGRADAO DE BIODIESEL SOJA, MAMOMA E HIDROCARBONETOS MONOAROMTICOS EM AMBIENTES AQUTICOSFlorianpolis SC2008

2. UNIVERISIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINACENTRO TECNOLGICODEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITRIA E AMBIENTAL PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM EMGENHARIA AMBIENTAL Ana Paula Nogareti Gomes BIODEGRADAO DE BIODIESEL SOJA, MAMOMA E HIDROCARBONETOS MONOAROMTICOS EM AMBIENTESAQUTICOS Dissertao apresentada ao Programa de Ps- GraduaoemEngenharia Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina, como requisito parcial para a obteno do ttulo de mestre em Engenharia Ambiental. Orientador: Prof. Dr. Henry X. Corseuil FLORIANPOLIS 2008 3. Gomes, Ana Paula Nogareti Biodegradao de biodiesel soja, mamona e hidrocarbonetos monoaromticos em ambientes aquticos.Ana Paula Nogareti Gomes Florianpolis, 2008.xi, 88f. Dissertao (Mestrado) Universidade Federal de Santa Catarina. Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Ambiental. Ttulo em ingls: Biodegradation of soybean oil, castor oil and monoaromatic hydrocarbons in aquatic environments.1. Biodiesel. 2. Biodegradao. 3. leo de Soja. 4. leo de Mamona. 5. Hidrocarbonatos Monoaromticos 4. ii TERMO DE APROVAOBiodegradao de biodiesel soja, mamona e hidrocarbonetos monoaromticos em ambientes aquticosANA PAULA NOGARETI GOMES Dissertao submetida ao corpo docente do Programa de Ps-Graduao em Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina como parte dos requisitos necessrios para obteno do grau de MESTRE EM ENGENHARIA AMBIENTAL Aprovado por:____________________________________Prof. Rejane Helena Ribeiro da Costa, Dra. ___________________________________ Prof. William Gerson Matias, Dr. ___________________________________Prof. Hugo Moreira Soares, Dr. ___________________________________ Prof. Henry Xavier Corseuil, Dr. (Orientador)___________________________________ Prof. Sebastio Roberto Soares, Dr.(Coordenador)FLORIANPOLIS, SC BRASILAbril/2008. 5. iii Querer fazer o mximo, o perfeito, pode nos levar a no ver que o mnimo que pode ser feito, vale mais para transformar, do que o fazer-se nada e apenas querer. no real que podemos encontrar as possibilidades. Maria Elvra Carvalho 6. ivAGRADECIMENTOS Primeiramente agradeo a Deus a vida e as oportunidades durante esta jornada. Agradeo ao Prof. Henry X. Corseuil a orientao, a amizade e a confiana depositadaem mim durante a realizao deste trabalho. Aos meus pais Marisa e Paulo, e minha v Elza pelo constante incentivo. Ao meu esposo Alexandre pelo carinho, a pacincia e sobre tudo o seu amor. Aos colegas do laboratrio REMAS: Alexandre, Aline, Alosio, Ana Cludia, AnaHilda, Beatriz, Carlos, Cssio, Cristina, rico, Deise, Gerly, Helen, Mrcio da Silva, MrcioSchneider, Marcos, Mariana, Marilda, Mrio, Nara, Rafael, Tatiana pelo apoio e ajuda sempreque precisei. A todos os meus colegas pela amizade e companheirismo. A Eliza Maria do Instituto de Tecnologia do Paran (TECPAR) por ter cedido samostras de biodiesel. Ao CENPES/PETROBRAS, pelo apoio financeiro ao projeto. Ao CNPq pela concesso de bolsa. A Universidade Federal de Santa Catarina, os professores e funcionrios doDepartamento de Engenharia Sanitria e Ambiental pela oportunidade de concluir estetrabalho. Finalmente, agradeo a todos que, de alguma forma, contriburam para odesenvolvimento deste trabalho. 7. vRESUMOO uso do biodiesel no Brasil para veculos comerciais a diesel passou a ser autorizado pelo governo a partir de janeiro de 2005, permitindo uma adio de 2% deste combustvel alternativo ao diesel. O biodiesel um combustvel de queima limpa obtido pela transesterificao de leos vegetais ou gorduras animais e possui como principais vantagens ambientais o fato de ser renovvel, biodegradvel e de baixa toxicidade. Portanto, com a comercializao do biodiesel, o destino deste no ambiente aqutico de grande interesse, pois os derramamentos de petrleo constituem uma das principais fontes de contaminao dos ecossistemas. Neste estudo, avaliou-se a biodegradao do biodiesel puro (B100) de soja e mamona e sua interao com os compostos BTEX, utilizando microcosmos anaerbicos preparados com gua subterrnea. A montagem dos microcosmos foi realizada com amostras de gua subterrnea e solo de uma rea no-contaminada da Fazenda Experimental da Ressacada (Florianpolis SC). Foram feitas anlises peridicas dos microcosmos por cromatografia gasosa, avaliando a variao da concentrao dos steres metlicos contidos no biodiesel de soja e mamona e dos compostos BTEX. Como resultado, observou-se que a biodegradao do biodiesel puro de soja e de mamona no apresentaram as mesmas caractersticas de degradao. Sendo que a biodegradao do biodiesel de soja foi mais rpida do que a biodegradao do biodiesel de mamona. Ou seja, enquanto mais de 86% do biodiesel de soja j havia sido degradado em 41 dias, o biodiesel de mamona, aps 92 dias, degradou apenas 42%. Na avaliao da influncia do biodiesel na biodegradao dos compostos BTEX, observou-se que a presena do biodiesel apresentou efeito negativo na degradao dos compostos BTEX, evidenciada por meio do retardo na biodegradao destes compostos. O benzeno foi o composto que degradou mais lentamente na presena do biodiesel com uma meia vida quatro vezes maior do que na ausncia do biodiesel. Como o benzeno o composto mais txico dentre os BTEX, um aumento da sua persistncia no local contaminado tambm aumenta os riscos associados exposio potencial. 8. viABSTRACTThe use of biodiesel in Brazil for commercial diesel vehicles has been authorized by the government on January 2005 by the mandatory use of a blend of 2% of biodiesel. Biodiesel offers low emissions due to a cleaner combustion. Biodiesel is produced by the transesterification of vegetable oils or animal fats and has major environmental benefits such as renewable source of energy, high biodegradability and low toxicity. With the high demands of alternative fuels the presence of biodiesel in groundwater contaminated with gasoline constituents such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX) is expected to increase in the near future. In this study, the biodegradation of neat soybeans and castor oil with or without benzene, toluene, ethylbenzene and the isomers of xylenes (BTEX) were investigated. The experiments were conducted using anaerobic microcosms prepared with uncontaminated groundwater collected at Fazenda Experimental Ressacada (Florianopolis SC, Brazil). The concentrations of methyl esters and BTEX were analyzed over time using a gas chromatography. The biodegradation of soybean and castor oil did not show the same biodegradation patterns. The removal of soybean occurred much faster than castor oil. While more than 86% of the soybean was degraded in 41 days, only 42% of the castor oil was removed after 92 days of acclimation. The biodegradation of BTEX was delayed in the presence of biodiesel. Benzene half-life in the presence of biodiesel was 4 fold higher than benzene tested without biodiesel. This is particularly important for benzene which is the most toxic compound among the BTEX an increasing its persistence in the contaminated site also increases the risks associated with potential exposure. 9. viiSUMRIORESUMO .............................................................................................................................. VABSTRACT .........................................................................................................................VILISTA DE FIGURAS ..........................................................................................................IXLISTA DE TABELAS .........................................................................................................XI1. INTRODUO.............................................................................................................1 1.1 Contextualizao.....................................................................................................11.2 Objetivos..................................................................................................................32. REVISO BIBLIOGRFICA ......................................................................................4 2.1. Biodiesel..................................................................................................................42.2. Caracterizao dos contaminantes.......................................................................5 2.2.1 steres alqulicos de cidos graxos .........................................................................62.2.2 Hidrocarbonetos Monoaromticos (BTEX) ............................................................9 2.3Biodegradao do biodiesel e dos hidrocarbonetos monoaromticos ............11 2.3.1 Biodegradao do biodiesel...................................................................................122.3.2 Biodegradao dos hidrocarbonetos monoaromticos (BTEX) ............................142.3.3 Efeito de mltiplos substratos na biodegradao dos compostos BTEX ..............15 2.3Cintica de biodegradao..................................................................................172.4Modelo energtico de biodegradao.................................................................183MATERIAS E METODOS .........................................................................................22 3.1Caracterizao das amostras de gua subterrnea e do solo ..........................223.2Caracterizao do biodiesel de soja e mamona.................................................243.3Montagem dos microcosmos...............................................................................253.4Procedimentos analticos.....................................................................................28 3.4.1 Determinao da biodegradao do biodiesel de soja e mamona .........................283.4.2 Determinao da biodegradao dos hidrocarbonetos monoaromticos (BTEX).29 10. viii4 RESULTADOS

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