Recuperação de fósforo de efluente líquido de parboilização de arroz e avaliação como potencial fertilizante de liberação lenta a partir de nanocompósito à base de nanomateriais lamelares e biopolímeros

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Röhnelt, Maurício Gammertt
• Orientador(a): Gomes, Luciana Paulo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Agricultura; Fertilizantes de liberação lenta; Hidróxidos duplos lamelares; Biopolímeros; Recuperação de fósforo
• Palavras-chave em Inglês: Agriculture; Slow-release fertilizers; Layered double hydroxides; Biopolymers; Phosphorus recovery
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11498

A desenfreada taxa de crescimento demográfico nas últimas décadas tem demandado uso exacerbado de fertilizantes no setor agropecuário para suprir demanda alimentícia global, acarretando o esgotamento de recursos naturais e impactos ambientais negativos tais como a eutrofização. Neste contexto, objetivou-se na presente pesquisa sintetizar nanocompósito de hidrogel de alginato (ALG) e álcool polivinílico (PVA) incorporados com hidróxidos duplos lamelares (HDL) à base de escória de aciaria, avaliando sua eficiência na recuperação de fósforo de efluente de lavagem de arroz parboilizado, e potencial uso como fertilizante de liberação lenta. A síntese dos HDL foi realizada pelo método de coprecipitação em pH variável até valor de 12, resultando em dois grupos amostrais: HDL-12-25 (pH=12, T= 25°C) e HDL-12- 65 (pH=12, T=65°C). Os HDL foram caracterizados por FRX, EDX, MEV, DRX e BET. Verificou-se nestes maior concentração de cátions de cálcio e ferro, sendo a fase cristalina majoritária similar a hidróxisilicato de ferro e cálcio (Ca3Fe2Si1,15O4,6(OH)7,4) (35,2%). Posteriormente, os nanocompósitos foram formados com 8% (m/v) dos HDL em ALG-PVA (concentração de 1% [m/v] e 0,5% [m/v]), e submetidos a ensaio de adsorção em batelada (24h, 25ºC e 125 rpm, dosagem de adsorvente de 3 g.L-1 a 11 g.L-1 ). Constatou-se que a amostra de HDL-12-25 apresentou tanto características texturais (área superficial de 87,084±4,919 m²/g) e morfológicas (cristais regulares com dimensões de 168 ± 45 nm) mais favoráveis, quanto melhor desempenho na recuperação de fósforo (91,33±0,70%) de efluente diluído (fator de 1:10, C0= 10 mg.L1 ) ao ser incorporado em ALG-PVA. O perfil de isoterma foi considerado favorável, estando os modelos de Langmuir e Freundlich consistentes aos resultados (R²> 0,9). A capacidade máxima de adsorção (qmáx) calculada assumiu valor médio de 1,583 mg. g -1 , aderente as pesquisas referenciadas sobre o tema. Por fim, ao submeter a amostra ALG-PVA-HDL-12-25 a ensaio cinético de liberação de fósforo, se verificou liberação de 95,36% ao longo de 14 dias, sugerindo curva linear de liberação. Portanto, evidenciou-se promissora tecnologia de recuperação e liberação controlada de fósforo, tornando-se uma alternativa para suprir a demanda global por fertilizantes bem como diminuir o esgotamento de recursos naturais tais como rochas fosfáticas.