Departamento de Ambiente (DA)
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Browsing Departamento de Ambiente (DA) by advisor "Cruz-Lopes, Luísa Paula Gonçalves Oliveira Valente da"
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- Análise do potencial de adsorção de iões metálicos em solução aquosa por resíduos lenhocelulósicosPublication . Macena, Morgana Weber; Cruz-Lopes, Luísa Paula Gonçalves Oliveira Valente daA remoção de metais pesados do ambiente tem sido uma preocupação constante, dado que muitos destes metais têm efeito cumulativo, podendo interferir negativamente na saúde humana. Com este estudo pretende-se analisar quatro materiais lenhocelulósicos (a casca de noz, casca de castanha, restos de madeira e de madeira queimada) considerados resíduos agroindustriais e de baixo custo, mas com potencial adsorvente e capacidade de reter iões metálicos em sua superfície. Visto que a qualidade dos recursos hídricos é grandemente afetada pelos metais pesados, neste trabalho foi estudada a contaminação causada pelo chumbo (Pb2+), pelo crómio (Cr6+) e pelo níquel (Ni2+). De forma a avaliar o processo, procedeu-se à otimização do pH da solução, a determinação da cinética da adsorção e das isotérmicas de equilíbrio. Para tal, foram calculados os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem, Elovich e difusão intrapartícula, assim como, as isotérmicas de equilíbrio de Langmuir e Freundlich. Os resultados obtidos mostraram a faixa de pH de 6,5 a 7,5 como a mais favorável para reter os iões de chumbo, o pH em torno de 5,0 foi o mais adequado para o níquel, e o valor por volta dos 4,5 foi utilizado para o crómio. Relativamente à cinética da adsorção dos iões de chumbo e níquel, estes encontram-se bem representados pelo modelo de pseudo-segunda ordem. Para o crómio, a casca de noz e a madeira queimada tiveram melhor representatividade pelo modelo de pseudo-primeira ordem e os demais biossorventes pelo modelo de pseudo-segunda ordem. No que se refere às isotérmicas de equilíbrio, para os iões de chumbo, o modelo de Langmuir foi mais representativo para a casca de noz, casca de castanha e madeira queimada, já a madeira, foi mais bem descrita pelo modelo de Freundlich. A isotérmica de Langmuir obteve melhor ajuste para os iões de níquel e de crómio. Este trabalho permite concluir que todos os resíduos lenhocelulósicos utilizados são capazes de reter os iões metálicos. Porém, a adsorção mais significativa foi conseguida com os iões de chumbo.
- Potencial de produção de biogás e de bioestimulante para plantas resultantes da digestão anaeróbia por via seca aplicada a resíduos agro-florestaisPublication . Rodrigues, Lukas Póvoa; Silva, Maria Elisabete Ferreira; Cruz-Lopes, Luísa Paula Gonçalves Oliveira Valente daA valorização de resíduos orgânicos tem um papel importante na reciclagem de nutrientes, além de minimizar o impacte ambiental associado. O presente estudo propôs avaliar a potencial produção de biogás e de bioestimulantes para plantas utilizando a digestão anaeróbia de resíduos agro-florestais produzidos na região de Viseu. Numa primeira fase foi realizado o dimensionamento e montagem de 3 digestores, seguida da respetiva aplicação à valorização dos resíduos em estudo (biomassa vegetal e estrume de animais). Para o dimensionamento efetuada uma pesquisa bibliográfica no sentido de compilar informação sobre as condições operacionais usadas à escala laboratorial. Os principais parâmetros de dimensionamento definidos foram: o tempo de retenção de 21 dias, teor de sólidos superior a 20%, temperatura 53 ºC. A instalação dos 3 digestores foi feita na empresa Nutrofertil. A aplicação dos digestores foi realizada usando uma mistura de biomassa vegetal (LER 20 02 01) e estrume de cavalo produzido em modo biológico (LER 02 01 06), numa proporção de 68% e 32% (m/m), respetivamente, para obter uma relação C/N de 30,5. Para tal, os resíduos foram caracterizados em termos físico-químicos, bem como a respetiva mistura. O processo foi monitorizado avaliando a produção e composição de biogás a meio e no final do tempo de retenção. O digerido foi analisado seguindo parâmetros definidos no Decreto-Lei n.º 103/2015 de 15 de junho, tais como, o grau de maturação, a fitotoxicidade, a presença de plantas infestantes e a percentagem de substâncias húmicas. O lixiviado foi avaliado em termos de pH, condutividade elétrica e fitotoxicidade. O digerido passou por um processo de maturação durante 30 dias, tendo ocorrido revolvimentos do material, e foi caraterizado seguindo o Decreto-Lei acima referido. Os resíduos utilizados apresentaram caraterísticas físico-químicas semelhantes, diferindo no valor de azoto em 4,55% para o estrume e 0,968% para a biomassa e para carbono com 44,4% para o estrume e 40,7% para a biomassa. A mistura inicial apresentou um pH de 8,24 e condutividade elétrica de 1,94 mS/cm, com 73,5% de matéria orgânica, 1,34% de N e uma relação C/N de 30,5 com 69,5% de humidade e 30,5% de massa seca. Durante o período de 21 dias no interior do digestor anaeróbio a seco (DAS) a uma temperatura de 53 ºC, foram realizadas duas coletas do gás produzido no DAS, que apresentou uma concentração média de 44,82% de CH4, 45,93% de CO2, 0,10% de NH3, 0,02% de N2O e 9,14% de vapor de água. A caraterização química do digerido demonstrou que durante o processo a diminuição do valor de C/N foi reduzida. O potencial de produção de um bioestimulante foi estudado com a quantificação dos compostos húmicos no digerido antes e depois da maturação, sendo que o digerido apresentou 3,32% de extrato húmico total, destes 1,05% são ácidos fúlvicos e 2,27% ácidos húmicos. Em contrapartida o digerido após maturação destacou-se com 13,28% de extrato húmico total, ou seja, 4 vezes maior, sendo 5,77% ácidos fúlvicos e 7,51% ácidos húmicos. Foram realizados ensaios de fitotoxicidade do material digerido (antes e após maturação) e do lixiviado usando o teste de germinação, o qual apresentou um resultado de 44% para o digerido, 96% para o lixiviado (diluído 10x) e 114% para o digerido maturado. Foi feito um teste de auto aquecimento com vasos de Dewar, no qual o produto maturado atingiu grau V de maturação. O teste de sementes infestantes apresentou um resultado satisfatório demonstrado pela não germinação de sementes infestantes e germinação de 88% das sementes de agrião semeadas. Apesar da baixa produção de biogás e uma mistura pobre em CH4, este trabalho permitiu confirmar o potencial de valorização de resíduos orgânicos utilizando uma DAS conjugada com a maturação do digerido. Constatou-se a maturação permitiu obter um produto para uso agrícola com potencial efeito bioestimulante para plantas, contribuindo para o desenvolvimento sustentável.