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Criar fertilizantes a partir de resíduos orgânicos pode ajudar a reduzir o consumo de combustíveis fósseis e promover a produção sustentável. Uma maneira de fazer isso é por meio da liquefação hidrotérmica (HTL), que converte biomassa em óleo bruto biológico por meio de um processo de alta temperatura e alta pressão. Dois estudos da University of Illinois Urbana-Champaign exploram o uso de um tratamento fúngico para converter as águas residuais restantes em fertilizantes para culturas agrícolas.
“HTL usa biomassa úmida de fontes orgânicas, como esterco suíno ou resíduos alimentares. O processo produz águas residuais, chamadas de fase aquosa de liquefação hidrotérmica (HTL-AP), que geralmente são descartadas. Sabemos que ela contém nutrientes que podem ser usados como fertilizantes, mas eles estão principalmente em formas orgânicas que as plantas não conseguem acessar. HTL-AP também pode conter metais pesados tóxicos, dependendo do tipo de biorresíduo”, disse o coautor Paul Davidson, professor associado do Departamento de Engenharia Agrícola e Biológica (ABE), parte da Faculdade de Ciências Agrárias, do Consumidor e Ambientais e da Faculdade de Engenharia Grainger em Illinois.
“Exploramos o uso de Documentos versicoloresum fungo de podridão branca, para quebrar os compostos orgânicos de nitrogênio em amônia ou nitrato e potencialmente remover componentes tóxicos. Como uma abordagem ecologicamente correta, T. versicolor tem sido explorado para tratar diferentes águas residuais e parece um candidato promissor para tratar HTL-AP”, disse Vitória Leme, principal autora do primeiro estudo.
Leme, então aluno de mestrado na ABE, desenvolveu os métodos para cultivar o fungo e adicioná-lo ao efluente. Este estudo demonstrou que tratar uma solução contendo 5% de HTL-AP com T. versicolor por 3 dias aumentaram significativamente as concentrações de nitrato e amônia.
Após a graduação de Leme, Karla Lopez assumiu. Ela conduziu a pesquisa como aluna de graduação em Tecnologia de Engenharia e Gestão para Sistemas Agrícolas (ETMAS), um dos dois caminhos de graduação abrigados na ABE.
Lopez foi o autor principal do segundo estudo que combina o tratamento fúngico com um processo de nitrificação bacteriana para converter ainda mais a amônia em nitrato. O estudo descobriu que a inoculação simultânea de T. versicolor e bactérias nitrificantes aumentaram as concentrações de nitrato em HTL-AP em 17 vezes.
“Observamos diferentes fatores que afetaram os resultados e descobrimos que as amostras tiveram os maiores aumentos tanto em nitrato quanto em amônia quando os microrganismos foram submetidos à água com uma faixa de pH de 6 a 7,5”, afirmou Lopez. “Também há evidências de que o fungo está removendo alguns dos compostos potencialmente tóxicos no biorresíduo. Descobrimos que o tratamento produziu uma enzima que demonstrou degradar toxinas.”
Com base nos resultados promissores dos dois estudos, a equipe de pesquisa de Davidson agora está trabalhando no uso de águas residuais tratadas para cultivar culturas hidropônicas.
Ele disse que o tratamento deveria, idealmente, ser feito o mais próximo possível do processo HTL, estabelecendo uma economia circular e reduzindo a necessidade de transportar biomassa pesada e úmida por longas distâncias.
“Por exemplo, se você estiver usando esterco suíno como matéria-prima úmida, você pode montar todo esse sistema próximo a uma granja de suínos, onde há milhares de porcos e muito esterco. Você pode coletar o esterco e passá-lo pelo processo HTL, extrair as águas residuais e ter um sistema separado montado para tratar as águas residuais no local. E se você estiver perto de uma granja de suínos, provavelmente há plantações por perto onde você pode usar as águas residuais tratadas como fertilizante.”
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