Compostagem em reatores de tabaco de cigarros contrabandeados e lodo de ETE industrial: estudo da estabilidade e maturidade por meio de parâmetros físico-químicos, biológicos e espectroscópicos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Zittel, Rosimara
• Orientador(a): Campos, Sandro Xavier de
• Banca de defesa: Vieira, Eny Maria , Schirmer, Waldir Nagel , Saab, Sérgio da Costa , Fujiwara, Sérgio Toshio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual de Ponta Grossa
• Programa de Pós-Graduação: Programa Associado de Pós-Graduação em Química - Doutorado
• Departamento: Departamento de Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: compostagem; reatores facultativos; tabaco de cigarros contrabandeados; lodo de ETE industrial; degradação de nicotina; composting; facultative reactors; smuggled cigarette tobacco; sludge from WTP industrial; nicotine degradation
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/2851

A compostagem em reatores tem se mostrado uma tecnologia eficiente e de baixo custo para tratar diferentes resíduos sólidos orgânicos. A preocupação a respeito da crescente geração desses resíduos vem despertando interesse em relação à gestão e ao seu reaproveitamento, com o intuito de minimizar os impactos causados quando descartados indevidamente no meio ambiente. Diante dessa problemática, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade e a maturidade de compostos de tabaco de cigarros contrabandeados (TCC) e de lodo de Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) industrial, produzidos em processo de compostagem em reatores. A estabilidade dos compostos foi avaliada por resultados de variações de temperatura, pH e umidade; enquanto que a maturidade foi verificada por dados de condutividade elétrica (CE), razão C/N, capacidade de troca catiônica (CTC) e índice de germinação de sementes (IGS). Os compostos finais foram avaliados quanto ao teor de nutrientes, concentração de metais potencialmente tóxicos, porcentagem de remoção de nicotina e patógenos humanos. O aumento da fração de ácidos húmicos foi caracterizado por técnicas espectroscópicas: UV/Vis, FTIR e RMN 13C-CP/MAS. Verificou-se que a compostagem em reatores facultativos foi eficiente no autocontrole da umidade e da aeração, o que contribuiu para maiores exposições de temperaturas termofílicas (acima de 52 ºC), resultando na eliminação de microrganismos patogênicos dos três compostos. As baixas razões de C/N iniciais para os reatores R2 e R3 possibilitaram o tratamento de grandes quantidades de resíduos de TCC e lodo de ETE industrial e a diminuição ao longo da compostagem mostrou que os três compostos alcançaram maturidade. O aumento dos índices de IGS e dos valores de CTC, durante o processo de compostagem, conferiu maturidade e alto grau de humificação aos compostos, indicando um aumento de grupos funcionais ionizáveis (carboxilatos, fenólicos e metoxílicos). A diminuição das razões de E2/E6 e E4/E6, o aumento de picos e bandas nos espectros de FTIR, característicos de grupos aromáticos e, o aumento da porcentagem dos principais grupos de C aromáticos na análise de RMN 13C- CP/MAS indicaram aumento da fração de ácidos húmicos e de grupos oxigenados ligados a sua estrutura. Os compostos dos reatores R2 e R3 apresentaram uma tendência para maiores proporções de grupos oxigenados e nitrogenados, possivelmente devido à maior composição de tabaco de cigarros contrabandeados e lodo de ETE industrial nas misturas iniciais. Os compostos finais (180 dias de processo) apresentaram teores de (NPK) considerados benéficos para o desenvolvimento de plantas. Ainda, verificou-se que as concentrações de metais potencialmente tóxicos: Co, Ni, Cu, Mn, Fe, Cd, Pb e Cr estavam abaixo do limite máximo permitido para composto orgânico e, que, os compostos estavam ausentes de microrganismos patogênicos ou abaixo dos limites estabelecidos. A porcentagem de remoção de nicotina de 72; 96,4; 99,6% para os compostos de R1, R2 e R3, respectivamente, indicou a eficiência do processo na degradação dessa substância e formação de materiais ausente de toxicidade Diante dos resultados, concluiu-se que a compostagem de tabaco de cigarros contrabandeados e lodo de ETE industrial, por meio de reatores facultativos, produziu compostos ausentes de toxicidade, com alto grau de estabilidade, de maturidade e ricos em nutrientes.