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O poder da alga

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  • UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO

    FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA

    Curso de Engenharia Ambiental

    Cristiane Tedesco

    REMOO DE CROMO VI PELA MICROALGA Spirulina platensis

    Passo Fundo, 2010.

  • 1

    Cristiane Tedesco

    REMOO DE CROMO VI PELA MICROALGA Spirulina platensis

    Orientadora: Dra. Luciane Maria Colla

    Trabalho de Concluso de Curso apresentado

    ao Curso de Engenharia Ambiental da

    Faculdade de Engenharia e Arquitetura da

    Universidade de Passo Fundo, como requisito

    para a obteno do ttulo de Engenheira

    Ambiental, sob orientao da Dra Luciane

    Maria Colla.

    Passo Fundo

    2010

  • 2

    AGRADECIMENTO

    Primeiramente agradeo a Deus

    pela oportunidade de estar aqui hoje

    A minha famlia, que sempre me apoiou em toda

    a minha graduao, nunca permitindo que eu

    desanimasse perante as dificuldades.

    Professora Dra. Luciane Maria Colla, pela

    orientao, pelos ensinamentos, pela amizade,

    pela dedicao com o trabalho e principalmente

    pela compreenso quando no consegui

    desenvolver todas as atividades.

    Ao professor Dr. Marcelo Hemkemeier, pela

    dedicao, amizade e pela co-orientao deste trabalho.

    Aos colegas formandos que estiveram sempre

    junto comigo nessa longa caminhada,

    compartilhando momentos felizes e tristes, e a todos

    os amigos e amigas que conquistei na

    Engenharia Ambiental.

    Meu sincero agradecimento...

  • 3

    RESUMO

    A biossoro uma tcnica que se fundamenta na ligao dos metais com materiais

    biolgicos, tais como biomassas microbianas, para proporcionar a reteno, remoo ou

    recuperao de metais pesados de um ambiente lquido. A microalga Spirulina tem sido

    estudada pela possibilidade de serem utilizadas no tratamento de efluentes e na remoo

    de metais pesados em solues aquosas, atravs do acmulo destes metais por

    precipitao ou pela ligao dos componentes presentes na parede celular. Objetivou-se

    avaliar a influncia da concentrao inicial de cromo VI em meio de cultivo padro

    (Zarrouk) sobre os parmetros de crescimento e sobre a remoo do metal pela microalga

    S. platensis. Os experimentos foram realizados atravs de um Planejamento Fatorial

    Misto 21.4

    1, sendo as variveis de estudo a cepa da microalga S. platensis (paracas ou

    Leb) e a concentrao inicial de Cr VI no meio de cultivo (0, 10, 20 e 30 mg.L-1

    ). A

    microalga foi cultivada no meio Zarrouk, a 30C, fotoperodo de 12 h e agitao, durante

    30 d. Amostras dos cultivos foram retiradas diariamente para avaliao do crescimento da

    microalga e quinzenalmente para avaliao do potencial de remoo, num perodo de 30

    d. A microalga Spirulina platensis foi capaz de realizar a biossoro de cromo VI nos

    meios contaminados com 10 mg/L, 20 mg/L e 30mg/L de cromo VI, com remoes de

    78%, 88% e 92%, respectivamente.

    Palavras Chaves: Remoo de metais, microalga, bioacumulao, Spirulina platensis.

  • 4

    ABSTRACT

    Biosorption is a technique that is based on the binding of metals with biological

    materials, such as microbial biomass, to provide the retention, removal or recovery of

    heavy metals in a liquid environment. The Spirulina has been studied for possible use in

    the treatment of wastewater and remove heavy metals from aqueous solutions through the

    accumulation of these metals by precipitation or by binding of the components present in

    the cell wall. The objective was to evaluate the influence of initial concentration of

    chromium VI in standard culture medium (Zarrouk) on growth parameters and on the

    metal removal by microalgae S. platensis. The experiments were carried out through a

    21:41 Joint Planning Factor, and the study variables were the strain of microalgae S.

    platensis (Paracas or Leb) and initial concentration of Cr VI in the culture medium (0, 10,

    20 and 30 mg.L-1). The microalgae were cultivated in the middle Zarrouk, 30 C,

    photoperiod of 12 h, stirring, for 30 d. Samples of cultures were taken daily to assess

    growth of microalgae and biweekly for assessing the potential for removal, a period of 30

    d. The microalga Spirulina platensis was able to accomplish the biosorption of chromium

    VI in contaminated media at 10 mg / L, 20 mg / L and 30mg / L of chromium VI, with

    removals of 78%, 88% and 92% respectively.

    Keywords: Metals removal, microalgae, bioaccumulation, Spirulina platensis.

  • 5

    Lista de Figuras

    Figura 1: Spirulina platensis.......................................................................................... 17

    Figura 2: Ciclo de vida da Spirulina platensis. ............................................................... 18

    Figura 3: Assimilao de amonnio atravs das enzimas glutamina desidrogenase (GDS)

    e glutamina Sintetase (GS). ........................................................................................... 22

    Figura 4: Fluxograma das atividades do projeto do trabalho de concluso de curso

    realizadas no Laboratrio de Fermentaes da Faculdade de Engenharia e Arquitetura.. 32

    Figura 5: Esquema simplificado dos cultivos aerados da cianobactria Spirulina platensis.

    ..................................................................................................................................... 34

    Figura 6: Tcnica de separao de clulas por filtrao.................................................. 36

    Figura 7: Curva padro da microalga Spirulina platensis Paracas. ................................. 37

    Figura 8: Curva padro da microalga Spirulina platensis Leb. ....................................... 38

    Figura 9: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 1

    (controle). ..................................................................................................................... 38

    Figura 10: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 5

    (controle). ..................................................................................................................... 38

    Figura 11: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 2

    (contaminao de 10 mg/L de Cr VI). ........................................................................... 39

    Figura 12: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 6

    (contaminao de 10 mg/L de Cr VI). ........................................................................... 39

    Figura 13: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 3

    (contaminao de 20 mg/L de Cr VI). ........................................................................... 39

    Figura 14: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 7

    (contaminao de 20 mg/L de Cr VI). ........................................................................... 39

    Figura 15: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 4

    (contaminao de 30 mg/L de Cr VI). ........................................................................... 39

    Figura 16: Concentrao Celular (gclulaseca/L) versus tempo (d) para o experimento 8

    (contaminao de 30 mg/L de Cr VI). ........................................................................... 39

    Figura 17: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

    clculo da umax do experimento 1 (concentrao inicial de 0 mg/L de Cromo VI)........... 40

    Figura 18: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

  • 6

    clculo da umax do experimento 2 (concentrao inicial de 10 mg/L de Cromo VI). ........ 40

    Figura 19: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

    clculo da umax do experimento 3 (concentrao inicial de 20 mg/L de Cromo VI). ........ 40

    Figura 20: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

    clculo da umax do experimento 4 (concentrao inicial de 30 mg/L de Cromo VI). ........ 40

    Figura 21: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

    clculo da umax do experimento 5 (concentrao inicial de 0 mg/L de Cromo VI)........... 41

    Figura 22: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

    clculo da umax do experimento 6 (concentrao inicial de 10 mg/L de Cromo VI). ........ 41

    Figura 23: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

    clculo da umax do experimento 7 (concentrao inicial de 20 mg/L de Cromo VI). ........ 41

    Figura 24: Regresso exponencial da concentrao de biomassa versus tempo para o

    clculo da umax do experimento 8 (concentrao inicial de 30 mg/L de Cromo VI). ........ 41

    Figura 25: Remoo de cromo VI (%) em funo da concentrao inicial de cromo nos

    cultivos, da cepa e do tempo de cultivo (d). ................................................................... 44

  • 7

    Lista de Tabelas

    Tabela 1: Padres de potabilidade de gua para metais pesados ..................................... 31

    Tabela 2: Valores mximos admissveis de alguns metais, para o descarte de efluentes. 31

    Tabela 3: Composio qumica do meio Zarrouk ........................................................... 33

    Tabela 4: Matriz do Planejamento Fatorial Multinveis 21.4

    1. ........................................ 35

    Tabela 5: Concentrao celular mxima, tempo de gerao (Tg), velocidade especfica

    mxima de crescimento (max) e intervalo da f

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