Biodegradação de biodiesel soja, mamona e hidrocarbonetos monoaromáticos em ambientes aquáticos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental.

O uso do biodiesel no Brasil para veículos comerciais a diesel passou a ser autorizado pelo governo a partir de janeiro de 2005, permitindo uma adição de 2% deste combustível alternativo ao diesel. O biodiesel é um combustível de queima limpa obtido pela transesterificação de óleos vegetais ou gorduras animais e possui como principais vantagens ambientais o fato de ser renovável, biodegradável e de baixa toxicidade. Portanto, com a comercialização do biodiesel, o destino deste no ambiente aquático é de grande interesse, pois os derramamentos de petróleo constituem uma das principais fontes de contaminação dos ecossistemas. Neste estudo, avaliou-se a biodegradação do biodiesel puro (B100) de soja e mamona e sua interação com os compostos BTEX, utilizando microcosmos anaeróbicos preparados com água subterrânea. A montagem dos microcosmos foi realizada com amostras de água subterrânea e solo de uma área não-contaminada da Fazenda Experimental da Ressacada (Florianópolis - SC). Foram feitas análises periódicas dos microcosmos por cromatografia gasosa, avaliando a variação da concentração dos ésteres metílicos contidos no biodiesel de soja e mamona e dos compostos BTEX. Como resultado, observou-se que a biodegradação do biodiesel puro de soja e de mamona não apresentaram as mesmas características de degradação. Sendo que a biodegradação do biodiesel de soja foi mais rápida do que a biodegradação do biodiesel de mamona. Ou seja, enquanto mais de 86% do biodiesel de soja já havia sido degradado em 41 dias, o biodiesel de mamona, após 92 dias, degradou apenas 42%. Na avaliação da influência do biodiesel na biodegradação dos compostos BTEX, observou-se que a presença do biodiesel apresentou efeito negativo na degradação dos compostos BTEX, evidenciada por meio do retardo na biodegradação destes compostos. O benzeno foi o composto que degradou mais lentamente na presença do biodiesel com uma meia vida quatro vezes maior do que na ausência do biodiesel. Como o benzeno é o composto mais tóxico dentre os BTEX, um aumento da sua persistência no local contaminado também aumenta os riscos associados à exposição potencial. The 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.