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A alface (Lactuca sativa) é uma planta anual, herbácea que pertence à família Asteraceae e é cultivada principalmente nas zonas temperadas do Hemisfério Norte, sendo os principais produtores mundiais a China, os Estados Unidos e a União Européia (Almeida, 2006). Praticamente todas as cultivares de alface desenvolvem-se bem em climas amenos, principalmente no período do crescimento vegetativo. Consiste em uma razoável fonte de vitaminas e sais minerais, cujo aproveitamento pelo organismo é favorecido por ser crua, sendo destacado o seu elevado teor de em pró-vitamina A (Caetano et al., 2001).

No Brasil, representa uma cultura plantada e consumida em todo o território, não obstante as diferenças climáticas e os hábitos de consumo. Por essa razão é uma das hortaliças mais cultivadas em hortas domésticas. As crespas e as lisas são as mais conhecidas e consumidas no Brasil, algumas das quais foram melhoradas para o cultivo de verão ou adaptadas para regiões tropicais, com temperaturas e pluviosidade elevadas. Porém, nos últimos anos, apareceram cultivares roxas e com folhas frisadas (Sala & Costa, 2005).

Quanto às exigências climáticas, as temperaturas ótimas para a produção dessa cultura são entre os 15 e 20 °C, sendo que o crescimento é bastante reduzido para temperaturas médias inferiores a 7 °C e acima dos 24 °C há uma redução da qualidade da alface.

O ciclo germinativo das sementes de alface ocorre em 7 dias, sendo a primeira contagem da germinação no quarto dia após a semeadura. O tipo de substrato utilizado pode ser sobre papel, entre papel ou sobre areia (Brasil, 2009).

2.3.2. Gergelim

O Gergelim (Sesamum indicum L.) é um vegetal pertencente à família Pedaliaceae. A semente de gergelim é uma das mais importantes oleaginosas do mundo, pois detém um teor alto de óleo e níveis de antioxidantes conhecidos para a saúde humana (Abou-Gharbia e Shahidi, 1997). O seu cultivo é de grande importância econômica e social para as condições semi-áridas do Nordeste Brasileiro, por ser de fácil condução, apresentar tolerância a estiagem e, principalmente, por gerar trabalho e renda, além de ser fonte de alimento para pequenos e médios produtores. As áreas da região Nordeste zoneadas para cultivo do algodoeiro, também oferecem as melhores condições climáticas para o cultivo do gergelim.

As sementes e o óleo de gergelim apresentam um vasto campo de aplicação, sendo utilizados para diversas finalidades, como na alimentação, fabricação de inseticidas, fármacos, cosméticos: por exemplo: pães, biscoitos, margarinas, óleo de cozinha, filtro solar, sabonetes, cremes hidratantes, vermífugos, solventes e remédios para prevenção de doenças cardíacas e inibição de melanoma maligno (Morris, 2002). Do ponto de vista econômico, o gergelim tem se destacado no cenário nacional e internacional, apresentando tendência crescente. A demanda pelo produto é muito alta e ele alcança preços compensadores nos mercados nacional e internacional (Beltrão & Vieira, 2001).

Preços compensadores, facilidade de cultivo e amplas possibilidades de bons rendimentos, fazem do gergelim uma alternativa importante para minimizar o quadro de carência alimentar e econômica das populações de baixa renda (Barros & Santos, 2002). Além disso, levando-se em consideração as possibilidades de mercado e de adaptabilidade de culturas oleaginosas às condições edafoclimáticas, o gergelim desponta como opção de cultivo em função do seu fácil cultivo, rusticidade e sua baixa exigência hídrica (Amabile et al., 2001).

O cultivo na região Nordeste está baseado na produção pela agricultura familiar, destacando-se alguns grupos produtores em determinadas regiões do semiárido. A produção em sua maioria é destinada ao consumo pelas indústrias alimentícias e de panificação (Barros & Santos, 2002). Apenas pequenos montantes são exportados, por serem cultivados em lavouras com certificação orgânica e orientados por empresas governamentais de fomento, pesquisa e assistência técnica.

A produção de sementes na região Nordeste é realizada basicamente pelas empresas governamentais de pesquisa, tais como: EMBRAPA, EMATER, dentre outras. As mesmas sendo responsáveis também pela distribuição destas sementes. Devido ao déficit de pesquisas que enfoquem no desenvolvimento fisiológico das sementes de gergelim a semente ofertada é

de baixa qualidade o que culmina em uma baixa produção e diminuição na rentabilidade econômica da cultura.

As temperaturas ideais para o crescimento e desenvolvimento dessa cultura situam-se entre 25 e 30°C. A temperatura ideal para a fase de germinação é alternar entre 20 °C durante o dia, e a noite por 30 °C, (Brasil, 2009). Abaixo de 20 °C, há atraso na germinação e no desenvolvimento da planta e abaixo de 10 °C todo o metabolismo fica paralisado, levando à morte da planta.

O ciclo germinativo das sementes de gergelim ocorre em 6 dias, sendo a primeira contagem da germinação no terceiro dia após a semeadura. O tipo de substrato utilizado pode ser sobre papel ou sobre areia (Brasil, 2009).

CAPÍTULO 3

3. Estado da arte

Muitos estudos vêm sendo realizados com o objetivo de desenvolver tecnologias e novas formas de tratamento capazes de minimizar o volume e a toxicidade dos efluentes industriais, como a água produzida, e assim destiná-los para usos não convencionais, como na área da agricultura.

Utilizando um processo constituído por separador água óleo (SAO), filtros de areia sistema de osmose reversa e nanofiltração voltado ao tratamento de água produzida, Melo et al. (2010) estudaram as características físico-químicas desse efluente e sua possível aplicação na irrigação ou outros usos benéficos. Os resultados para a água mostraram que após o processo, a água tornou-se de qualidade, adequada para eliminação de águas superficiais ou para fins de reutilização. Além disso, devido ao fato de que as membranas tendem a remover a maioria dos sais da água, torna-se necessário adicionar alguns elementos na água para usá-la na irrigação, como cálcio, magnésio e outros nutrientes.

Com o objetivo de avaliar os possíveis impactos que a irrigação provoca no solo e na água subterrânea, além de estudar as várias etapas de desenvolvimento, produção e pós colheita dos cultivos empregando água produzida tratada na irrigação, Pinheiro et al. (2014) desenvolveram um projeto piloto de reuso de água produzida para fins de irrigação de culturas destinadas à produção de biodiesel, implantado no Campo de Fazenda Belém da Unidade de Produção do Rio Grande do Norte e Ceará. Como resultado, eles não registraram nenhuma assinatura de qualquer contaminação por substância de petróleo nas águas subterrâneas e no solo, resultando assim em um projeto economicamente viável para este tipo de aplicação.

O efeito da irrigação com água residuária tratada no crescimento e produção de duas cultivares de gergelim foi estudado por Santos (2009). Durante a pesquisa, foram utilizadas duas cultivares (CNPA G3 e CNPA G4) e duas qualidades de água (água de abastecimento potável e água residuária tratada). De um modo geral, a água residuária tratada é uma boa fonte de nutrientes para as plantas de gergelim proporcionando maiores médias nas variáveis analisadas (altura, área foliar, diâmetro caulinar, entre outros).

De maneira a estudar o reuso do efluente tratado (em um sistema evaporativo por compressão mecânica de vapor) no solo com fins de irrigação, Andrade (2009) realizou testes de toxicidade com organismos naturalmente presentes no solo. Foram utilizados quatro organismos diferentes, sendo a semente de alface (Lactuca sativa) um deles. A escolha ocorreu com base na facilidade do cultivo e por serem comumente utilizados em testes de toxicidade,

com vasta disponibilidade de dados para comparação. Como resultado, tanto o teste de comprimento das raízes, como o de índice de germinação das amostras apresentaram grande reprodutibilidade dos dados experimentais. Além disso, os produtos de destilação (sem diluição) apresentam valores altos de taxas de germinação, apresentando assim nenhuma toxicidade para a alface.

Gervásio, Carvalho e Santana (2000) verificaram o efeito de diferentes concentrações de sais da água de irrigação na produção da alface americana e sua acumulação no extrato saturado durante um ciclo de cultivo. Os resultados mostraram que o consumo de água pelas plantas, durante o ciclo de produção, diminuiu com o aumento da salinidade da água de irrigação e que esse aumento da salinidade proporcionou decréscimos em todas as variáveis vegetativas avaliadas.

Verificou-se a resposta de plantas de alface ao estresse oxidativo induzido por elementos potencialmente tóxicos e pelo NaCl por meio de ensaios de germinação e crescimento. Lamas (2012) aplicou separadamente Cd, As, Cu, Mn, Zn (0 a 500 µM) e avaliou a taxa de germinação e o crescimento. Como resultado, a taxa de germinação foi afetada pelo excesso de Cu, Zn e NaCl e a biomassa e o índice de tolerância foram afetados pelas concentrações mais elevadas de todos os elementos aplicados.

Com a finalidade de analisar o efeito de uma solução de tensoativo na germinação e crescimento de alface (Lactuca sativa L. cv. Marisa AG216), Santos et al. (2004) utilizou o surfactante Tween 80 a 1% para este fim. Foi utilizado água destilada como testemunha e a solução de surfactante Tween 80 a 1% como tratamento. Os resultados obtidos indicaram inibição do crescimento de radículas de plântulas de alface ao utilizar a solução de tensoativo, com redução de comprimento de raiz entre 9,53 e 14,83 mm, e de hipocótilo, entre 21,6 a 30,95 mm.

Sobre a utilização de tensoativos iônicos e não iônicos no tratamento de efluentes residuais, destaca-se o trabalho de Melo et al. (2015), no qual eles realizaram o estudo da floculação iônica no tratamento de efluentes têxteis, mostrando que essa técnica ocorre devido à presença de metal bivalente, reagindo com tensoativo aniônico e formando compostos insolúveis, capazes de atrair a matéria orgânica através da adsorção. No estudo, a floculação iônica, utilizando sabão base, foi aplicada ao tratamento de efluente sintético contendo corantes pertencentes a três classes: os diretos, reativos e dispersos. A avaliação do processo foi realizada pela influência dos parâmetros: concentração de tensoativo e de eletrólitos, velocidade de agitação, tempo de repouso, temperatura e pH. A remoção do corante direto e reativo, quando o floco foi formado dentro do efluente têxtil, foi de 97% e 87%, respectivamente. No caso em

que o floco era formado antes de adicioná-lo ao efluente a remoção de corante direto e disperso alcançou 92% e 87%, respectivamente. Os autores mostraram, dessa forma, que os processos avaliados foram eficientes para remoção de corantes em efluentes têxteis.

Para remover associadamente o petróleo disperso e os metais dissolvidos na água de produção, Nunes (2009) empregou tensoativos derivados dos óleos de soja, girassol, coco e sabão base. Os metais estudados foram: o cálcio, o magnésio, o bário e o cádmio. Utilizou-se uma amostra de água produzida proveniente do Terminal de São Sebastião, em São Paulo. Como a concentração dos metais estudados nesta água apresentavam valores próximos a 300 mg/L, fixou-se esta concentração como referência para o desenvolvimento da pesquisa. Utilizou-se ainda um sistema de filtração a pressão constante para promover a separação das fases sólida e líquida. Para representar o comportamento dos sistemas em estudo desenvolveu- se um modelo de equilíbrio e outro matemático. Os resultados mostraram que todos os tensoativos desenvolvidos apresentavam comportamento similar com relação à extração dos metais, sendo selecionado o tensoativo derivado do óleo de soja para este propósito. O percentual de remoção conjugada do óleo com todos os metais foi praticamente igual a 100%, o que comprovou a eficiência do processo.

Cavalcante (2016) estudou a remoção de fenol em uma água produzida por meio da extração via floculação iônica, empregando sabão base. Avaliou-se a eficiência do processo pela influência dos seguintes parâmetros: concentração de tensoativo, fenol, cálcio e eletrólitos, velocidade de agitação, tempo de repouso, temperatura e pH. A floculação do tensoativo se deu no próprio efluente (concentração inicial de fenol = 100 ppm) alcançando 65% de remoção para concentrações de tensoativo e cálcio de 1300 e 975 ppm, respectivamente em T = 35 °C, pH = 9,7, velocidade de agitação = 100 rpm e tempo de contato de 5 minutos. A permanência dos flocos em meio aquoso promove a dessorção do fenol da superfície do floco para a solução, atingindo 90% de dessorção em um tempo de 150 minutos, e o estudo da cinética de dessorção mostrou que o modelo de Lagergren de pseudo-primeira ordem foi adequado para descrever a dessorção do fenol. Logo, o processo avaliado pode configurar uma alternativa para o tratamento no que se refere a remoção de fenol de efluentes aquosos da indústria de petróleo.

CAPÍTULO 4

4. Material e métodos

Neste capítulo é apresentado uma descrição dos equipamentos e reagentes utilizados nesse trabalho, bem como a metodologia escolhida para execução do teste de germinação de sementes de alface e gergelim. Todas as técnicas a serem descritas foram realizadas no Núcleo de Petróleo e Gás Natural II (NUPEG II) e no Laboratório de Engenharia Ambiental e Controle de Qualidade (LEACQ – DEQ/UFRN). O fluxograma simplificado das etapas realizadas nesse estudo pode ser observado pela Figura 4.1.

Figura 4.1 – Fluxograma de etapas do experimento

Inicialmente, preparou-se o efluente sintético que simula uma água produzida, que foi posteriormente tratada utilizando-se a combinação de dois métodos: floculação iônica (por meio da adição de tensoativo) e filtração. Além disso, verificou-se a influência da filtração no processo, ao utilizar o efluente submetido apenas com o efeito da floculação iônica para germinar as sementes e comparar o efeito com o efluente tratado com ambos os métodos.

A segunda etapa consistiu na constituição das curvas de inibição, utilizando para isso soluções com cada constituinte da água produzida e com o tensoativo escolhido para avaliar a concentração inibitória desses componentes nos parâmetros germinativos avaliados.

4.1. Equipamentos

• Agitador magnético (Modelo 752, FISATOM);

• Balança analítica (Modelo AY22k0, MARTE), com capacidade de 220 g; • Bomba de vácuo (Modelo 131B, PRISMATEC);

• Espectrofotômetro de absorção atômica (Spectra A – 20 plus, VARIAN); • Espectrofotômetro UV-Vísivel (Cary® _{50, VARIAN);}

• Estufa de secagem e esterilização (TE-393/1, TECNAL); • Homogeneizador/Triturador (Modelo TE-102, TECNAL); • Incubadora BOD (QUIMIS).

4.2. Reagentes

• Cloreto de cálcio anidro 96% (LAFAN QUÍMICA FINA); • Cloreto de magnésio P. A. hexahidratado 99% (VETEC); • Cloreto de sódio P. A. 99% (CRQ);

• Hexano P. A. 98,5% (SYNTH);

• Óleo proveniente de uma empresa produtora de petróleo da região;

• Sabão base sintetizado em laboratório, MM = 289 g/mol (Composição: 95% em massa de sebo bovino e 5% de óleo de côco);

• Sulfato de potássio P. A. 99% (VETEC).

4.3. Métodos