Biodegradação de emulsão de óleo residual pesado em cultivo de desmodesmus sp

Abstract

Os impactos ambientais provenientes do refino do petróleo são inúmeros e entre estes está a geração de grande quantidade de resíduos pesados contendo uma variedade de compostos orgânicos policíclicos, aromáticos e tóxicos ao homem e ao meio ambiente. É sabido que as microalgas utilizam compostos de carbono como o CO2 como fonte de nutrientes para produção de carboidratos, proteínas, lipídeos e pigmentos. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a capacidade das microalgas da espécie Desmodesmus sp.de biodegradar emulsões de óleo residual pesado de petróleo (BPF) em água. Com esta finalidade foram preparadas emulsões com tensoativos aniônicos e não iônicos biodegradáveis permitindo o acesso das microalgas em cultivo aquoso ao óleo residual e a seus componentes tóxicos, hidrocarbonetos policiclicos aromáticos (HPAs). O preparo das emulsões priorizou ativos biodegradáveis provenientes de fontes de carbono renováveis. Com o objetivo de preparar uma solução emulsionante utilizando quantidades mínimas de tensoativos para foi realizado um planejamento estatístico dos experimentos. Inicialmente foi cultivado o inoculo mãe; uma vez alcançada a fase estacionária, o cultivo foi reiniciado com 30%(v/v) do inoculo mãe e 1%(v/v) das emulsões contendo o óleo BPFem condição restrita de nutrientes, forçando assim a utilização da emulsão como fonte carbônica de nutrientes. Ao longo de cada experimento foi avaliado o crescimento celular das microalgas e acompanhados os teores de carotenoides dos cultivos através de espectroscopia Raman. Ao final, foi avaliada a presença de HPAs no meio de cultivo através de técnica cromatográfica gasosa. A espécie Desmodesmus sp. apresentou curva de crescimento atípica na presença do óleo BPF emulsionado, bem como alterações no metabolismo de produção de β-caroteno. Conclui-se que as microalgas da espécie Desmodesmus sp. foram capazes de biodegradar em 90 dias, nas condições utilizadas nos experimentos, os componentes orgânicos presentes no óleo BPF, incluindo a maior parte dos HPAs presentes.

The environmental impacts from the refining of petroleum are numerous and among these is the generation of large quantities of heavy residues containing a variety of polycyclic organic compounds, aromatic and toxic to humans and the environment. It is known that microalgae use carbon compounds such as CO2 as a source of nutrients for the production of carbohydrates, proteins, lipids and pigments. In this work a study on the ability of the microalgae of the species Desmodesmus sp. to biodegrade heavy oil residual oil (BPF) emulsions in water was carried out. For this purpose, emulsions containingbiodegradable anionic and nonionic surfactants were prepared, allowing the microalgae in aqueous culture to reach the residual oil and its toxic components, aromatic polycyclic hydrocarbons (PAHs). The preparation of the emulsions prioritized biodegradable assets from renewable carbon sources. In order to use minimum amounts of surfactants, a statistical design of experiments was carried out to prepare the ideal emulsifier solution. Initially the mother inoculum was cultivated; The culture was restarted with 30% (v / v) of the mother inoculum and 1% (v / v) of the emulsions containing the BPF oil in a nutrient restricted condition, thus forcing the emulsion to be source of nutrients. Throughout each experiment the cell growth of the microalgae was evaluated and the carotenoid contents of the cultures were monitored through Raman spectroscopy. At the end, the presence of PAHs in the culture medium was evaluated by gas chromatographic technique. The species Desmodesmus sp. presented an atypical growth curve in the presence of emulsified BPF oil, as well as changes in the metabolism of β-carotene production. It is concluded that the microalgae of the species Desmodesmus sp. were able to biodegrade in 90 days, under the conditions used in the experiments, the organic components present in the BPF oil, including most of the HPAs present.