BIORREMEDIAÇÃO: RETENÇÃO DE ÓLEO COM MACRÓFITA … · KARINA PAZ MINOZZO BIORREMEDIAÇÃO: RETENÇÃO DE ÓLEO COM MACRÓFITA AQUÁTICA Salvinia sp. Trabalho de conclusão de

KARINA PAZ MINOZZO

BIORREMEDIAÇÃO: RETENÇÃO DE ÓLEO COM MACRÓFITA AQUÁTICA Salvinia sp.

Canoas, 2007

KARINA PAZ MINOZZO


Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Professor Orientador Ms. Giovani André Piva do curso de Ciências Biológicas do Centro Universitário La Salle – UNILASALLE, como exigência parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Ciências Biológicas.

Canoas, 2007

TERMO DE APROVAÇÃO

KARINA PAZ MINOZZO


Trabalho de conclusão aprovado como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel do Curso de Ciências Biológicas do Centro Universitário La Salle - Unilasalle, pelo avaliador:

Prof. Ms. Giovani André Piva

Unilasalle

Canoas, 13 de julho de 2007.

AGRADECIMENTOS

À Deus, por permanecer comigo, durante todos os momentos da minha vida, amparando-me quando tropeço e erguendo-me quando caio, garantindo-me resistência e amparo e guiando-me na busca de ideais.

A todos que colaboraram direta ou indiretamente na elaboração deste trabalho, o meu

reconhecimento. Ao professor orientador Ms. Giovani André Piva pelo estímulo, confiança, dedicação

e, acima de tudo, amizade. Aos professores que contribuíram para minha formação, especialmente à Ms. Lílian

Timm e Dra. Cristina Vargas Cademartori. Ao professor Ms. Neide Pizzolato Ângelo, pela ajuda na análise estatística. Ao colega Anderson Pires pelo apoio e sugestões valiosas para elaboração deste

trabalho. À Emily Salles, colega e amiga, pelos momentos de companheirismo. Ao Vagner pelo carinho, apoio e compreensão durante esta trajetória. Ruben, Tânia, Amanda e Rubinho, meus pais e irmãos, que me apoiaram sempre. Aos meus amigos de todas as esferas que me deram seu amor e sua força nos

momentos mais necessários.

RESUMO

O presente trabalho tem como objetivo verificar a eficiência da aplicação de biomassa seca da macrófita aquática Salvinia sp. como sorvente de óleo lubrificante usado (OLU) descartado por oficinas mecânicas em águas superficiais. Amostras da macrófita foram coletadas em águas superficiais no Município de Nova Santa Rita/RS, lavadas em água corrente, secas em estufa a 60 °C, moídas e acondicionadas em potes plásticos. Foi realizado um teste de sensibilidade com ZnSO4 em sementes de alface (Lactuca sativa) e rúcula (Eruca sativa) para determinação do bioindicador a ser utilizado para avaliar a toxicidade do OLU. A semente de alface foi escolhida por mostrar-se mais sensível. Foram colocados 10 g de Salvinia sp em um pote plástico e adicionadas diferentes concentrações de óleo. Cada composto Salvinia sp x óleo foi colocado em um filtro de polietileno e adicionou-se 50 ml de água destilada. Da água residual destes processos foram utilizados 2 ml para regar as sementes de alface semeadas em placas de Petry com papel filtro, que foram embaladas em papel alumínio e mantidas por 72 horas em local seco e arejado. As amostras com 10 g, 20 g e 30 g de OLU apresentaram médias de crescimento semelhantes ao controle. A partir da amostra com 40 g de OLU, pôde-se observar um decréscimo na média de crescimento das sementes. A biomassa seca de Salvinia sp mostrou-se eficiente na sorção de óleo, indicando ser adequada para remoção de óleo em águas superficiais devido sua capacidade de retenção ser de aproximadamente 3 vezes o seu peso seco. Palavras-chave: biorremediação, Salvinia sp., óleo lubrificante usado.

ABSTRACT

The present work has as objective to verify the efficiency of the application of dry biomass of the aquatic macrophyte Salvinia sp. as a sorbing material of used lubricant oil (OLU) discarded for mechanical shops (garages) in superficial waters. Samples of the macrophyte had been collected in superficial water in the city of Nova Santa Rita/RS, washed in running water, dried in hothouse at 60 °C, grinded and packed in plastic pots in a dry and aired local. It was carried through a test of sensitivity with ZnSO4 in lettuce seeds (Lactuca sativa) and seeds of Eruca sativa for determination of the bioindicator to be used to evaluate the toxicity of the OLU. The lettuce seed was chosen because it revealed more sensible. In a plastic pot had been placed 10g of Salvinia sp and added different oil concentrations. Each composition Salvinia sp x oil was placed in a polyethylene filter and added 50 ml of distilled water. From the residual water of these processes 2 ml had been used to water the lettuce seed sown in plates of Petry with paper screen, that was packed in paper aluminum and kept by 72 hours in a dry and aired local. The samples with 10g, 20g and 30g of OLU had presented averages of growth similar of the control. From the sample with 40g of OLU, a decrease in the average of growth of the seeds could be observed. The dry biomass of Salvinia sp revealed efficient in the sorption of oil, indicating that it is adjusted for oil removal in superficial waters had its capacity of retention to be of approximately 3 times its dry weight.

Key words: bioremediation, Salvinia sp., used lubricant oil.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................6

2 BIORREMEDIAÇÃO..........................................................................................................7

2.1 Macrófitas Aquáticas ........................................................................................................ 8

2.1.1 Salvinia sp ......................................................................................................................... 9

2.2 A remoção de poluentes com a biomassa seca de macrófitas aquáticos ..................... 11

2.3 Retenção de óleo com Salvinia sp. .................................................................................. 12

3 MATERIAL E MÉTODOS ...............................................................................................16

3.1 Biosorvente ....................................................................................................................... 16

3.2 Óleo lubrificante usado ................................................................................................... 18

3.3 Escolha do bioindicador.................................................................................................. 18

3.3.1 Sensibilidade das sementes ............................................................................................. 18

3.4 Determinação da capacidade de sorção do pó seco de Salvinia sp .............................. 19

3.4.1 Preparo composto Salvinia sp x óleo lubrificante usado................................................. 19

3.4.2 Sorção de óleo lubrificante usado................................................................................... 20

3.5 Análise Estatística ............................................................................................................ 21

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO........ ...............................................................................22

4.1 Escolha do bioindicador............ .......................... ...............................................................22

4.2 Capacidade de sorção do pó seco de Salvinia sp................................................................22

5 CONCLUSÕES ..................................................................................................................25

REFERÊNCIAS .....................................................................................................................26

1 INTRODUÇÃO

O óleo lubrificante usado (OLU) para veículos automotores representa uma

porcentagem ínfima dos resíduos poluentes descartados no meio ambiente. Porém, seu

impacto ambiental é muito grande, representando o equivalente da carga poluidora de 40.000

habitantes por tonelada de óleo despejado em águas superficiais. Apenas um litro de óleo é

capaz de esgotar o oxigênio de 1 milhão de litros de água, formando, em poucos dias, uma

fina camada sobre uma superfície de 1.000 m2, o que bloqueia a passagem de ar e luz,

impedindo a respiração e a fotossíntese. O controle da poluição ambiental através do uso da

biomassa de plantas aquáticas como um sorvente natural de substâncias químicas ainda é

pouco explorado, em especial no Brasil.

A disposição inadequada de resíduos implica na contaminação do solo, ar e recursos

hídricos superficiais e subterrâneos. Uma das técnicas mais recomendadas e adequadas de

remediação desses meios contaminados é o tratamento biológico. Por ser um processo natural,

promove um tratamento adequado ao meio e seu custo é relativamente baixo quando

comparado a outras alternativas convencionais de tratamento de resíduos.

Entende-se por biomassa toda a matéria orgânica produzida e acumulada em um

ecossistema.

Devido à disponibilidade e à facilidade de cultivo das espécies utilizadas, o custo de

produção em larga escala de biomassa seca processada de plantas aquáticas representa uma

das vantagens de sua aplicação. Este material é uma excelente alternativa para o controle da

poluição hídrica em águas superficiais, melhorando substancialmente a qualidade da água

com maior eficiência que muitos materiais utilizados atualmente.

O objetivo deste trabalho é verificar a eficiência da aplicação de biomassa seca de

Salvinia sp. na remoção do OLU descartado por oficinas mecânicas em águas superficiais.

Para isto será necessário desenvolver metodologia de processamento da macrófita, bem como

teste padronizado para determinar sua eficiência.

2 BIORREMEDIAÇÃO

O impacto causado no meio ambiente pelos processos industriais deu origem à ciência

voltada à reparação dos estragos ambientais. Esta ciência, incipiente até a ocorrência da

Segunda Guerra Mundial, passou, com o auxílio de organismos internacionalmente

financiados e monitorados, a demonstrar-se de vital importância na medida em que acidentes

ambientais passaram a ocorrer com freqüência; dejetos decorrentes da industrialização e

concentração populacional passaram a ser lançados na natureza, como conseqüência do

crescimento de ambos os fatores; um sistema educacional voltado à preservação do meio

ambiente deixou de ser adequadamente ministrado à população mundial como um todo.

O desenvolvimento desta ciência, como em toda outra, implicou não só na ação

imediata, mas na observação de como o meio ambiente reagia e reage a cada intervenção

provocada pelo homem. Dentre as formas de reação, verificou-se que microorganismos,

existentes em todas as situações, na busca da auto-preservação, acabam por enfrentar os

agentes agressores em maior ou menor grau, degradando tais agentes, geralmente

contaminantes, não raro, se constituindo numa poderosa arma de defesa ambiental, passível de

ser potencializada.

A esta capacidade microbial de degradação, denominou-se biodegradação e, à técnica

de utilização desta capacidade para remediação ambiental, chamou-se biorremediação.

A biorremediação tem sido definida de muitas formas pelos principais organismos e

centros de pesquisa.

Segundo Martins et al (2003, p. 2), tendo-se em vista a aplicação de método certo e

irrefutável às conclusões sobre a biorremediação, ela é, inegavelmente, uma ciência. A

palavra bio, neste caso não como prefixo absoluto, mas redutivo do vocábulo biologia tem,

como significado o estudo relativo aos seres vivos; assim, de uma forma genérica, pode-se

entender o vocábulo como sendo: a ciência voltada à remediação através dos seres vivos.

Entretanto, a busca etimológica do vocábulo não traduz, com exatidão, aquilo a que é voltada

8

a biorremediação. Assim, têm-se, como definição apropriada: “Biorremediação – ciência que

busca, através do estudo, monitoramento e aplicação da propriedade biodegradativa dos

microrganismos, a remediação ambiental”.

A escolha da estratégia de biorremediação mais apropriada para tratar um determinado

local, é determinada por vários fatores, tais como as características do(s) poluente(s)

presente(s) (natureza, concentração e biodisponibilidade) e a composição em termos de

nutrientes e população microbiana presente no local.

2.1 Macrófitas Aquáticas

As plantas aquáticas são conhecidas pelos pesquisadores como macrófitas aquáticas, e

habitam desde brejos até ambientes totalmente submersos. São vegetais visíveis a olho nu,

cujas partes fotossintetizantes ativas estão permanentemente, ou por diversos meses, total ou

parcialmente submersas em água doce ou salobra, ou ainda flutuantes na mesma (IRGANG;

GASTAL apud RIBEIRO, 2000, p. 6). Os agrupamentos vegetais aquáticos se diferenciam

grandemente dos encontrados nos ambientes secos pela sua velocidade de evolução. Enquanto

que os fenômenos biológicos em uma floresta não são perceptíveis em um período

correspondente a uma geração humana, as variações espaciais das comunidades flutuantes

livres são rápidas pela ação dos ventos e correntes (IRGANG apud RIBEIRO, 2000, p. 6).

As macrófitas aquáticas são, em sua grande maioria, vegetais terrestres que ao longo

de seu processo evolutivo, se adaptaram ao ambiente aquático, por isso apresentam algumas

características de vegetais terrestres e uma grande capacidade de adaptação a diferentes tipos

de ambientes, o que torna sua ocorrência muito ampla.

A distribuição das espécies no ambiente aquático é variável, e dependendo do grau da

adaptação da espécie, ela habita regiões mais rasas ou mais profundas.

As plantas anfíbias constituem aquele grupo de espécies aquáticas que vivem dentro

da água, nos períodos de cheia, mas conseguem sobreviver por períodos variáveis no solo,

livre de inundação durante o período de seca.

As macrófitas aquáticas são os vegetais que melhor caracterizam os banhados por

serem adaptados a ambientes alagados.

Elas estão presentes em todos os ecossistemas aquáticos, variando somente a

composição entre si. Normalmente, as plantas aquáticas têm uma distribuição mais ampla do

que a maioria das plantas terrestres; isto é decorrente da pequena variação sofrida pelos

9

fatores do ambiente aquático, o que confere às macrófitas aquáticas uma ampla distribuição

fitogeográfica, possibilitando o aparecimento de muitas espécies cosmopolitas.

Macrófitas aquáticas podem viver livres, enraizadas ou flutuantes, como é o caso do

aguapé. Outras flutuantes comuns no Brasil são a alface-d'água (Pistia satratiotes) e as

plantas dos gêneros Salvinia, Lemna e Azolla. Como estrutura para se manterem flutuantes,

elas possuem o pecíolo (base da folha) cheio de tecido esponjoso.

As macrófitas influenciam significativamente a vida aquática, fornecendo alimento

(frutos, folhas e sementes) e abrigo, principalmente para os peixes e mamíferos aquáticos.

Estes, em troca, realizam a dispersão de sementes, contribuindo para a regeneração da

vegetação florestal da várzea.

Segundo Martins et al (2003, p. 3) o uso de plantas em biorremediação, ou seja,

fitorremediação é a estratégia que envolve o emprego de plantas e de microrganismos a elas

associados com o fim de degradar, conter ou atentar os contaminantes do solo e água.

O emprego das plantas aquáticas como material adsorvente inicia no seu processo de preparação. Como são consideradas pragas, as coletas podem ser realizadas nos próprios recursos hídricos onde as plantas se reproduzem. Após, é suficiente um processo de secagem ao sol e moagem. No caso de transporte para outras localidades, é interessante que o material seja compactado e embalado, pois, como é bastante poroso e leve, o seu volume deve ser reduzido ao máximo (SCHNEIDER; RUBIO, 2003, p. 5).

A biomassa seca de plantas aquáticas pode ser empregada em locais diversos daqueles

que são seu ambiente de crescimento, e os teores das substâncias tóxicas existentes no meio a

ser tratado não representam um problema para a subsistência da planta.

Todos biossorventes apresentam uma alta área superficial, o que permite uma elevada capacidade de acumulação de solutos. Essa alta área superficial é decorrente da necessidade das plantas de remover da água seus nutrientes. No caso do Potamogeton lucens, os nutrientes são removidos pelas folhas, e na Salvinia sp e Eichhornia crassipes, pelas raízes. Após a secagem, as plantas mantêm, mesmo que biologicamente inativas, muitas de suas propriedades químicas. Por exemplo, a presença de ceras nos pêlos das folhas da Salvinia sp. conferem ao vegetal um comportamento hidrofóbico, que repele a água e permite a adsorção e absorção de óleos. As plantas são ricas também em grupos carboxila, um radical que apresenta a capacidade de reagir e fixar metais pesados (SCHNEIDER; RUBIO, 2003, p. 6).

2.1.1 Salvinia sp.

As espécies de Salvinia são plantas inferiores, pteridófitas, com estrutura simplificada.

As plantas isoladas atingem cerca de 30 cm de comprimento. Estendem rizomas também

flutuantes, no sentido horizontal, de cujas gemas se formam folhas modificadas, denominadas

frondes, sempre em grupo de três, das quais duas ficam expostas na superfície, para efetuar a

10

fotossíntese, e uma fica submersa, fazendo a função das raízes (KISSMANN apud

SCHNEIDER, 1995, p. 8).

Salvinia é o único gênero da família Salvineaceae (de la SOTA apud RIBEIRO, 2000,

p. 7). Ocorrem cerca de 12 espécies, bem como alguns híbridos, diversos com presença no

Brasil. Nesse gênero existe um chamado “complexo auriculata”, encerrando uma série de

espécies afins. A característica marcante neste complexo é a presença de pêlos

hidrorrepelentes. As seguintes espécies compõem o “complexo auriculata”:

- Salvinia auriculata Aubl.

- Salvinia biloba Radii

- Salvinia herzogii Sota

- Salvinia molesta D.S. Mitchell

Os frondes expostos na superfície são verdes, inteiros, ovalados e com uma nítida

linha de uma nervura central. O aspecto varia conforme as situações: em plantas novas e em

ambiente aberto são pequenas, com cerca de 10 mm de diâmetro, dispondo-se

horizontalmente sobre a água; quando desenvolvidas crescem até 25 ou 40 mm de

comprimento e dobram as margens para cima. As folhas desenvolvidas apresentam pêlos

hidrofóbicos, que na parte apical formam um tipo de “gaiola”. Essa estrutura é capaz de

aprisionar bolhas de ar nas folhas, ajudando na flutuação. A terceira folha é bastante

modificada, tendo aparência de uma pena, e fica sempre submersa, fazendo as vezes de raízes.

A sua coloração é marrom e os órgãos reprodutivos situam-se nessa folha submersa (Figura

1).

A reprodução vegetativa é muito eficiente. Pequenas porções de plantas, desde que

incluam gemas, formam plantas novas, que se alastram rapidamente. A reprodução sexuada

não parece ter muita importância para proliferação local, mas considera-se que esporos

transportados por aves sejam responsáveis por novas colonizações em locais distantes

(KISSMANN apud SCHNEIDER, 1995, p. 9).

São originárias da América do Sul, onde formam, em alguns locais, povoamentos

densos. Espécies do complexo auriculata ocorrem expressivamente em várias regiões, como

Austrália, Sudeste Asiático, Zimbabwe e África do Sul (de la SOTA apud SCHNEIDER,

1995, p. 9). No Brasil, temos a seguinte distribuição:

Salvinia auriculata – amplamente distribuída por todo o país;

Salvinia biloba – nos estados Rio de Janeiro e Espírito Santo;

Salvinia herzogii – no extremo sul do país;

Salvinia molesta – na Região Sudeste.

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Em alguns locais da Argentina, como na ilha Martin Garcia, a planta é utilizada na

medicina popular como remédio refrescante, sendo, no entanto, o seu maior emprego como

planta ornamental em aquários e tanques de parques e jardins (KISSMANN apud RIBEIRO,

2000, p. 7).

A presença da Salvinia herzogii em águas superficiais constitui sério problema, uma

vez que, sob condições favoráveis, forma uma enorme massa vegetativa na superfície

impedindo a navegação e afetando a vida de peixes e outros organismos aquáticos. Devido à

densa cobertura superficial, as formações vegetais impedem o arejamento e a penetração da

luz e pela decomposição esgotam o oxigênio dissolvido na água.

Figura 1. Planta aquática flutuante Salvinia sp. (a) vista lateral; (b) vista de cima; (c) pêlos da porção superior da folha; (d) fotografia da biomassa mostrando a textura esponjosa do tecido vegetal e os pêlos hidrofóbicos. Fonte: KISSMANN apud SCHNEIDER; RUBIO, 2003, p. 6.

2.2 A remoção de poluentes com a biomassa seca de macrófitas aquáticos

“Sorventes (do latim sorbere) são materiais que têm a capacidade de se encharcar de

líquido.” (SCHEER apud ANNUNCIADO, 2005, p. 19). Os mecanismos de sorção dos

materiais sorventes são absorção e adsorção, que podem atuar separadamente ou em conjunto.

Absorventes são materiais em que o óleo penetra nos poros da sua estrutura. Adsorventes

atraem o óleo para sua superfície, mas não permitem que penetrem no seu interior.

Absorventes são materiais que captam e retém o líquido de forma distribuída através da sua estrutura molecular causando um inchamento do sólido em 50% do seu volume inicial ou mais quando exposto em pelo menos 70% de excesso do fluído. Adsorventes são materiais insolúveis que são cobertos pelo líquido na sua superfície, incluindo poros e capilares, sem o inchamento do sólido quando exposto em excesso de líquido acima de 50% (EPA apud ANNUNCIADO, 2005, p.19).

A adsorção passou a ser uma alternativa que pode resolver sérios problemas de

poluentes diluídos em efluentes líquidos, incluindo a área petroquímica. Os adsorventes

podem ser usados uma vez e descartados ou, como é mais comum, empregados várias vezes a

b d

12

pós-regeneração. O principal requisito para um processo adsortivo econômico é um

adsorvente com altos valores de seletividade, capacidade e tempo de vida. Os adsorventes

naturais vêm ganhando mais força e campo na recuperação de diversos materiais (SCHEER,

apud ANNUNCIADO, 2005, p. 19).

Segundo Rosa e Rubio (2003, p. 7), a poluição das águas por óleos representa um

percentual elevado nos problemas por contaminantes orgânicos uma vez que os combustíveis

fósseis, como o petróleo e seus subprodutos, prejudicam a aeração e a iluminação natural de

cursos d’água, devido à formação de um filme insolúvel na superfície, produzindo efeitos

nocivos na fauna e flora. Além disso, o derrame de poucos gramas de óleo acarreta na

inutilização de dezenas, ou até centenas, de metros cúbicos de água para consumo humano.

A grande maioria dos sorventes comerciais industriais atualmente disponíveis no

mercado são importados e caros. Vários sistemas comerciais vêm sendo desenvolvidos para o

controle desses derramamentos, incluindo o uso de fibras vegetais como sorventes, como é o

caso do uso da Salvinia sp., o único produto nacional disponível.

Diversos materiais sorventes não convencionais têm sido objetos de estudo para a

remoção de contaminantes orgânicos. Esses sorventes alternativos devem apresentar

características adequadas para sua utilização em escala industrial, tais como: alta capacidade

de sorção, abundância e baixo custo (NUNES apud ANNUNCIADO, 2005, p. 18).

2.3 Retenção de óleo com Salvinia sp

Schneider e Rubio (2003, p. 11) em seus estudos de sorção do óleo livre ou

emulsificado em folhas secas de uma espécie de Salvinia sp., observaram que o mecanismo se

dá tanto por adsorção, no qual o óleo adere à interface da planta devido à sua estrutura

hidrofóbica, quanto por absorção por capilaridade do óleo no interior dos poros vazios da

folhas. Este fenômeno é conhecido como interpenetração na fase sólida, processo decorrente

da alta porosidade do material.

Segundo Schneider (1995, p. 10), a remoção dos poluentes na biomassa seca das

plantas aquáticas dá-se por diferentes mecanismos. No caso dos metais pesados e corantes, o

fenômeno é adsorção (adesão do poluente na interface), enquanto que, no caso de óleos, o

fenômeno é absorção (adesão do poluente na interface e interpenetração na fase sólida).

O termo sorção que inclui ambos, a adsorção e a absorção, é uma expressão genérica

para um processo no qual o componente se move de uma fase para ser acumulado em outra,

13

particularmente para os casos em que a segunda fase é um sólido (RIBEIRO, 2000, p. 14).

Em muitos casos, a sorção dos componentes orgânicos ocorre por meio dos dois

mecanismos, sendo em conseqüência a sorção uma função do grau de hidrofobicidade, da

porosidade, estrutura molecular e variação de volume e área superficial do material sorvente.

Por esses motivos, a hidrofobicidade e a capilaridade são fatores determinantes na

escolha de sorventes de óleos. A Salvinia sp. fornece um excelente material para a contenção

de derrames terrestres e aquáticos. As folhas secas do vegetal apresentam estruturas

hidrofóbicas onde o óleo livre ou emulsificado em água é prontamente absorvido por

capilaridade, fenômeno este decorrente da alta porosidade associada ao elevado grau de

hidrofobicidade do material. Os valores de sorção, que variam de 8,3 a 10,8 g de óleo por

grama de biomassa, dependendo do tipo de óleo, superam a capacidade da turfa canadense, o

material tradicionalmente usado para este fim (RUBIO et al., 2004, p. 04). Um laudo

proferido pelo Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A. Miguez de Mello, da

Petrobrás, atestou a eficácia desse material na eliminação de áreas contaminadas por óleo e

também sua atoxicidade (SCHNEIDER; RUBIO, 2003, p. 9).

O uso das plantas no combate à poluição pelo óleo é feito de maneira muito simples.

Em pequenos derrames terrestres, a biomassa é simplesmente jogada sobre a mancha de óleo.

Após a sorção, a biomassa com óleo é recolhida por varrição. Em derramamentos maiores, a

contenção através de almofadas é preferível, pois facilita o manuseio do material. Nos

derrames de óleos em águas, o uso de barreiras tubulares tem se mostrado mais prático.

Depois de ter absorvido o óleo, o material pode servir como combustível em geradores de

calor e vapor, se a legislação ambiental local assim permitir. Nesse caso, apresenta-se como

uma fonte de energia de 4.700 kcal kg–1 (RIBEIRO, 2000, p. 4).

O óleo lubrificante representa cerca de 2% dos derivados do petróleo, e é um dos

poucos que não são totalmente consumidos durante o seu uso. O uso automotivo representa

60% do consumo nacional, principalmente em motores a diesel. Também são usados na

indústria em sistemas hidráulicos, motores estacionários, turbinas e ferramentas de corte. É

composto de óleos básicos (hidrocarbonetos saturados e aromáticos) que são produzidos a

partir de petróleos especiais e aditivados de forma a conferir as propriedades necessárias para

seu uso como lubrificantes (CEMPRE, 2007).

Durante o seu uso na lubrificação dos equipamentos, a degradação

termoxidativa do óleo e o acúmulo de contaminantes torna necessária a sua troca. Além disso,

parte do óleo é queimada no próprio motor, devendo ser reposto. No processo de troca do

lubrificante, este é drenado para um tanque de acúmulo, para posterior reaproveitamento.

14

A atual Portaria 127/99 da ANP (Agência Nacional do Petróleo) determina que 30%

do volume de óleo comercializado seja coletado e destinado ao re-refino, processo industrial

que transforma o óleo usado em óleo básico, principal matéria prima da fabricação do

lubrificante acabado (BRASIL, 1999).

Embora proibida no Brasil, a queima indiscriminada (sem desmetalizar) é a forma

mais comum de desvio dos óleos usados efetivamente coletados, para outras finalidades que

não o re-refino.

Os óleos podem ainda ser reciclados, através de prestação de serviço (filtrados para

reuso pelo seu proprietário, não podendo nessa hipótese, destinar-se a qualquer forma de

comercialização). Podem ser re-refinados (grande força da destinação do óleo usado) gerando

óleos básicos para novas formulações.

O re-refino revela-se como o meio mais adequado para absorver a quantidade de óleo

usado que é gerado no país através das atividades econômicas.

A Resolução CONAMA 362/2005 torna mais severa a punição pelo descumprimento

das normas relativas ao gerenciamento, coleta, transporte e re-refino dos óleos usados

(BRASIL, 2005).

Apesar do conteúdo reciclado presente em diversos tipos de óleos formulados, não há

hoje nenhuma marca que explore esse atributo ambiental em sua publicidade, conforme

ocorre em diversos países.

A coleta deve ser realizada somente por quem possui registro como Coletor de Óleos

Lubrificantes Usados ou Contaminados expedido pela ANP, e licença para transporte de

produtos perigosos dada pelo órgão ambiental estadual. Não basta apresentar apenas a licença

do órgão estadual: é absolutamente necessário o registro federal concedido pela ANP. É

importante salientar que todo o veículo coletor de óleo lubrificante usado deve ter, nas laterais

e parte traseira do tanque, os seguintes dizeres: ÓLEO LUBRIFICANTE USADO –

COLETOR AUTORIZADO ANP No (número igual ao constante no registro apresentado).

O consumo médio anual de óleos lubrificantes no Brasil tem sido de 1.000.000.000

(um bilhão de litros), englobando todos os tipos automotivos e industriais.

Infelizmente a quantidade de lubrificantes usados coletada de acordo com o que

manda a legislação é ainda pequena: 240.000.000 (duzentos e quarenta milhões) de litros por

ano. Estima-se que deveriam ser coletados, no mínimo, 400.000.000 (quatrocentos milhões)

de litros por ano. A diferença dos 1.000.000.000 consumidos corresponderia a perdas durante

o uso. Há quem afirme, no entanto, que deveria ser coletada a metade do consumo, ou

500.000.000 (quinhentos milhões) de litros por ano.

15

O volume de óleo usado coletado possibilitou em 2004 a fabricação de 170 milhões de

litros de óleo básico re-refinado.

O que não está sendo coletado, e que corresponde a no mínimo 160.000.000 (cento e

sessenta milhões) de litros por ano, está poluindo o nosso solo, as águas e o ar. Note-se que tal

quantidade corresponde a apenas um ano. É uma poluição esparramada, um pouco em cada

lugar, em todos os dias do ano, mas nem por isso menos grave.

3 MATERIAL E MÉTODOS

3.1 Biosorvente

A macrófita aquática Salvinia sp. foi coletada com puçá em águas superficiais de um

açude (Figura 2a) no Município de Nova Santa Rita no Estado do Rio Grande do Sul (Figura

2b). A amostra foi transportada a fresco em sacos de 100 l e levada para processamento no

Laboratório de Microbiologia do Centro Universitário La Salle – UNILASALLE.

Após a coleta, as plantas foram lavadas manualmente em água corrente (Figura 3),

para a remoção de resíduos orgânicos e secas a 60 ºC em estufa de Leo (Figura 4), para

posterior moagem. Após resfriamento dentro da estufa, os exemplares foram moídos

manualmente com peneira de aço de malha 1 mm (Figura 5) e acondicionados em potes

plásticos (Figura 6) em local seco e arejado.

Figura 2. Local de coleta da macrófita aquática de Salvinia sp. (a) Vista aproximada da superfície; (b) Imagem via satélite do local. Fontes: (a) Autoria própria, 2007; (b) Google Earth, 2007.

(a) (b)

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Figura 3. Lavagem das macrófitas Salvinia sp. em água corrente

Figura 4. Secagem de Salvinia sp. em estufa Fonte: Autoria própria, 2007.

Figura 5. Moagem de Salvinia sp. Fonte: Autoria própria, 2007.

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3.2 Óleo lubrificante usado

A indicação do óleo lubrificante multiviscoso é para motores a gasolina, álcool ou gás

natural veicular usado, composto de óleos minerais com aditivos, detergente, dispersante,

antioxidante, antidesgaste, anticorrosivo, antiespumante e melhoradores de viscosidade e

fluidez. O OLU utilizado no experimento foi doado por uma oficina mecânica situada em

Canoas/RS, acondicionado em recipiente comercial original. A oficina usualmente entrega o

OLU para re-refino.

3.3 Escolha do bioindicador

3.3.1 Sensibilidade das sementes

Foram utilizadas sementes de rúcula (Eruca sativa) da Topseed Garden e sementes de

alface (Lactuca sativa) da ISLA Sementes Ltda. (Figuras 7a e 7b), para estabelecimento do

bioindicador mais sensível, adequado para o experimento.

A sensibilidade das sementes à substâncias tóxicas foi testada com Sulfato de Zinco

(ZnSO4) 0,05M da marca Merck, seguindo a metodologia proposta por Domingues e Bidoia

(2000).

Figura 6. Acondicionamento de Salvinia sp. moída em potes plásticos Fonte: Autoria própria, 2007.

19

Foram semeadas 20 sementes de rúcula (Eruca sativa) e 20 sementes de alface

(Lactuca sativa) em placas de Petry com papel filtro, regadas com 2 ml de solução de ZnSO4

0,05M e embaladas em papel alumínio por 72 horas. Também foi semeada a mesma

quantidade de sementes em placas de Petry com papel filtro e regada com água destilada para

controle.

3.4 Determinação da capacidade de sorção do pó seco de Salvinia sp

3.4.1 Preparo composto Salvinia sp. x óleo lubrificante usado

Para testes de sorção foram utilizadas porções de 10 g de pó seco de Salvinia sp em

recipientes plásticos com tampa com capacidade de 250 g, adquiridos no comércio local. A

cada recipiente com pó seco foram adicionados 10 g, 20 g, 30 g, 40 g, 50 g e 60 g de OLU,

constituindo amostras teste nas proporções de 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5 e 1:6 de pó seco de

Salvinia sp. x OLU, contra controle sem adição de OLU. Após a observação da sorção, as

amostras foram misturadas com o auxílio de bastão de vidro até homogeneização,

constituindo o composto Salvinia sp. x OLU. Após a realização do experimento, o composto

Salvinia sp. x OLU foi encaminhado ao acadêmico do Curso de Bacharelado Anderson Pires

para realização de testes de biodegradação com culturas fúngicas.

Figura 7. Sementes de (a) rúcula (Eruca sativa) e (b) alface (Lactuca sativa) Fonte: Autoria própria, 2007.

(a) (b)

20

3.4.2 Sorção de óleo lubrificante usado

A capacidade de sorção do pó seco de Salvinia sp. foi determinada indiretamente

medindo-se a contaminação de água destilada eluída através do composto Salvinia sp. x OLU,

utilizando como bioindicador sementes de alface Boston Branca (Lactuca sativa) da Isla

Sementes Ltda.

Cada amostra de composto Salvinia sp. x OLU foi colocada em um filtro de

polietileno (Figura 8) e submetida à eluição em fluxo descendente de 50 ml de água destilada.

Da água residual destes processos foram utilizados 2 ml para regar as sementes de alface.

Foram semeadas 20 sementes de alface por placa de Petry com papel filtro. Cada placa foi

embalada em papel alumínio e mantida por 72 horas em local seco e arejado.

Após 72 horas de cultivo, todas as plântulas (Figura 9) de cada amostra foram medidas

com paquímetro para estabelecimento da presença de contaminação no eluente.

Figura 8. Composto Salvinia sp x OLU em filtro de polietileno Fonte: Autoria própria, 2007.

Figura 9. Aspecto das plântulas de alface (Lactuca sativa) após 72 h Fonte: Autoria própria, 2007.

21

3.5 Análise estatística

Os resultados do experimento de capacidade sortiva foram submetidos à análise de

variância ANOVA para fator único, com grau de significância de 5%, com auxílio do

software Microsoft Excel.

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 Escolha do bioindicador

Através da análise da Tabela 1 pôde-se observar que a semente de alface (Lactuca

sativa) é mais sensível que a semente de rúcula (Eruca sativa) devido ao fato de não ter

ocorrido crescimento, indicando, portanto, ser mais adequada para a utilização como

bioindicador.

Tabela 1 – Teste de sensibilidade das sementes

Meio Rúcula (Eruca sativa) Alface (Lactuca sativa)

Controle + +

ZnSO4 0,05 M + -

+: ocorrência de germinação –: sementes não germinaram Fonte: Autoria própria, 2007.

4.2 Capacidade de sorção do pó seco de Salvinia sp.

A tabela 2 fornece as medidas obtidas nas amostras Controle e adicionadas de 10 g, 20

g, 30 g, 40 g, 50 g e 60 g de OLU. A tabela foi submetida à análise de variância ANOVA

determinando que a variação dentro de cada amostragem ocorreu devido à fatores aleatórios.

Os dados da tabela 3 indicam que as amostras de composto Salvinia sp. x OLU nas

concentrações de 10 g, 20 g e 30 g de OLU apresentaram médias de crescimento equivalentes,

para significância de 5%. Pôde-se observar que as médias de crescimento mantiveram-se

semelhante ao controle.

23

Tabela 2 – Tamanho em mm das plântulas de alface (Lactuca sativa) regadas com água

destilada eluída das amostras testadas.

Amostra Controle 10 g 20 g 30 g 40 g 50 g 60 g 1 9,3 8 8,6 12 8,3 5 5,7 2 12 9,8 8,2 8,7 10,5 5,8 5,2 3 10,9 11,1 11,2 12,9 7,3 7,5 4,4 4 11,4 8,6 8,9 11,3 6,2 5,8 5,2 5 12,6 12 9,3 11,6 5,8 6 6,5 6 12,8 7,1 9,4 8,5 6,8 4,2 5,1 7 9,3 8,3 10 16,9 8,8 4,4 6,3 8 9,7 9 11,5 9,7 7,5 5,8 6,4 9 7,7 8,1 10,4 7,5 9,1 5,9 4,7 10 10,3 10 9,3 13,7 6,2 5,6 4,9 11 9 9,6 9,7 10,6 7,8 6,5 6,3 12 9,8 10,2 10 6,5 7 6,8 5,9 13 10 8,9 8,4 7,9 9,2 5,3 5,8 14 8,8 11,9 8,6 8,8 7,5 4,2 2 15 11,8 14,3 6,9 13,4 6,3 8,2 6,3 16 7,5 10,6 9,6 7 7,6 5,9 4 17 10 11,5 11,2 6,8 8 9,1 6,8 18 10,2 7,4 9,2 7,2 7 6,7 6 19 12,6 10,6 10,3 7,7 9,2 7,9 3,6 20 13,1 9,2 10,5 8,1 6,5 7,2 3,1

MÉDIA 10,44 9,81 9,56 9,84 7,63 6,19 5,21 Fonte: Autoria própria, 2007.

Tabela 3 – Análise ANOVA para um fator das amostras Controle, 10 g, 20 g e 30 g de OLU

Fonte da variação SQ gl MQ F valor-P F crítico

Entre grupos 8,909868421 3 2,96995614 0,763255384 0,518363373 2,731807037

Dentro dos grupos 280,1642105 72 3,891169591

Total 289,0740789 75

Fonte: Autoria própria, 2007.

A tabela 4 indica que, os resultados obtidos com concentrações de 40 g, 50 g e 60 g

são diferentes entre si, sendo visível na tabela 2 que, a partir da amostra com 40 g de OLU

suas médias são decrescentes e diferentes do controle (Tabelas 5, 6, 7 e 8).

Tabela 4 – Análise ANOVA para um fator das amostras 40 g, 50 g e 60 g de OLU


Entre grupos 55,43824561 2 27,71912281 16,42306404 2,68145E-06 3,168245967


Total 146,5803509 56


24

Tabela 5 – Análise ANOVA para um fator das amostras Controle, 40 g, 50 g e 60 g de OLU


Entre grupos 301,5856579 3 100,5285526 50,93559857 8,97068E-18 2,731807037


Total 443,6877632 75


Tabela 6 – Análise ANOVA para um fator das amostras Controle e 40 g de OLU


Entre grupos 80,18526316 1 80,18526316 36,12424586 6,73191E-07 4,113165219


Total 160,0947368 37




Entre grupos 171,3813158 1 171,3813158 74,5970702 2,67291E-10 4,113165219


Total 254,0886842 37




Entre grupos 268,4473684 1 268,4473684 118,7159759 5,97992E-13 4,113165219


Total 349,8526316 37


O decréscimo das médias de crescimentos das plântulas ocorridos a partir da amostra

40 g indica a presença de OLU residual no eluente. Isto ocorreu devido ao vazamento de óleo

não retido pelo pó seco de Salvinia sp., portanto estabeleceu-se que a capacidade de retenção

é de três vezes seu peso seco. Após 30 g de OLU, a macrófita continuou retendo-o, embora

com menor eficiência.

Através de visualização, percebeu-se que o ponto de saturação, ou seja, a carga

máxima de óleo suportado por 10 g de Salvinia sp, foi na amostra 60 g, embora Rubio et al.

(2004, p. 4) afirmarem que os valores de sorção variam de 8,3 g a 10,8 g de óleo por grama de

biomassa, dependendo do tipo de óleo.

5 CONCLUSÕES

O teste de sensibilidade mostrou que alface (Lactuca sativa) é mais adequada para

utilização como bioindicador do que rúcula (Eruca sativa).

A elevada produtividade da Salvinia sp., em climas tropicais e temperados, caracteriza

o potencial na utilização como sorvente comercial de óleos, devendo ser estabelecida a melhor

forma de aplicação e as situações em que pode ser aplicada.

A biomassa seca de Salvinia sp. mostrou-se eficiente na sorção de óleo, mostrando que

essa macrófita aquática é adequada para remoção de óleo em águas superficiais, devido sua

capacidade de retenção ser de aproximadamente 3 vezes o seu peso seco.

REFERÊNCIAS ANNUNCIADO, Teoli Rodrigues. Estudo da Chorisia speciosa e outras fibras vegetais como sorventes para o setor de Petróleo. Curitiba, 2005, 106 p. Dissertação ao Programa Pós-Graduação em Engenharia. Universidade Federal do Paraná. Disponível em: <http://dspace.c3sl.ufpr.br/dspace/bitstream/1884/2146/1/disserta%3F%3Fo1.pdf> Acesso em: 03 abr. 2007

BRASIL. Ministério de Minas e Energia. ANP (Agência Nacional do Petróleo). Portaria 127/99. Disponível em: <http://nxt.anp.gov.br/NXT/gateway.dll/leg/folder_portarias_anp/ portarias_anp_tec/2003/janeiro/panp%203%20%202003.xml?f=templates$fn=default.htm&sync=1&vid=anp:10.1048/enu>. Acesso em: 30 maio 2007. BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente). Resolução 362/2005. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/ res36205.xml> Acesso em: 30 maio 2007.

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SCHNEIDER, I.A.H. Biossorção de Metais Pesados com a Biomassa de Macrófitos Aquáticos. Porto Alegre, 1995, 141 f. Tese de Doutorado – Escola de Engenharia, programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. SCHNEIDER, I.A.H. e RUBIO, J. Plantas Aquáticas: Adsorventes Naturais para a Melhoria da Qualidade das Águas. In: XIX Prêmio Jovem Cientista - 2003 – Água: Fonte de Vida. Porto Alegre: UFRGS, 2003. Disponível em: <http://www.lapes.ufrgs.br/ltm/pdf/Ivo-Trabalho1.pdf >. Acessado em: 22 mai. 2007

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