Estudo dos processos envolvidos na compostagem de tabaco de cigarro contrabandeado em reator facultativo por meio de técnicas convencionais, cromatográficas, espectroscópicas e de microscopia

dc.contributor.advisor1Campos, Sandro Xavier de
dc.contributor.advisor1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.instituicao-banca1Embrapapt_BR
dc.contributor.instituicao-banca2Universidade Estadual de Ponta Grossapt_BR
dc.contributor.instituicao-banca3Universidade Estadual de Ponta Grossapt_BR
dc.contributor.instituicao-banca4Universidade Estadual do Centro-Oeste - Unicentropt_BR
dc.contributor.referee1Inácio , Caio de Teves
dc.contributor.referee1Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee2Saab, Sérgio da Costa
dc.contributor.referee2Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee3Tiburtius, Elaine Regina Lopes
dc.contributor.referee3Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee4Vidal, Carlos Magno de Sousa
dc.contributor.referee4Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.creatorCunha, Karine Marcondes
dc.creator.Latteslattes.cnpq.brpt_BR
dc.date.accessioned2025-04-05T22:10:45Z
dc.date.accessioned2026-06-30T14:19:56Z
dc.date.available2025-04-05T00:00:00Z
dc.date.available2025-04-05T22:10:45Z
dc.date.issued2024-12-09
dc.description.abstractComposting in facultative reactors has emerged as an efficient and low-cost technology for treating organic solid waste, such as food scraps and contraband cigarette tobacco. Given this context, the present study aimed to investigate the mechanisms involved in facultative reactor composting of contraband cigarette tobacco mixed with food waste, using conventional, spectroscopic, chromatographic, and microscopic techniques. Process monitoring was conducted through temperature, pH, moisture, and C/N ratio tracking, as well as respirometric analyses, seed germination index (SGI), chromatography, and Scanning Electron Microscopy (SEM). Compost maturity and stability were assessed by spectroscopic techniques (UV/Vis and FTIR). Compost quality was determined through analyses of heavy metals, total phenols, and NPK nutrients, in addition to its potential use for seedling production. The results showed that facultative reactor composting effectively controlled moisture, promoting exposure of the compost to thermophilic temperatures. The low initial C/N ratio of 18 allowed for the treatment of large amounts of waste. Respirometric analyses indicated a reduction in the metabolic activity of decomposer microorganisms over time, while the SGI revealed a non-toxic compost after 130 days. SEM and chromatography demonstrated that the primary process occurring at the top of the reactor is aerobic, anaerobic at the bottom, and facultative in the middle. A decrease in the E4/E6 ratio and an increase in peaks and bands in FTIR spectra, characteristic of aromatic groups, indicated compost stability and maturity after 130 days. The final compost presented NPK concentrations of 18.49 for reactor 2 and 25.26 for reactor 3, values beneficial for plant development. Concentrations of potentially toxic metals, such as Co, Ni, Cu, Mn, Fe, Cd, Pb, and Cr, were below the permissible limit for organic compounds, and a 93.67% reduction in total phenols demonstrated the efficiency of the process. During composting, pathogens Escherichia coli and Salmonella spp. were not eliminated, indicating the need for a liming step. At proportions of 70%, 25%, and 80%, the compost promoted the growth of tomato, cucumber, and bracatinga seedlings, respectively. In conclusion, the facultative reactor operates with three distinct degradation zones (aerobic at the top, anaerobic at the bottom, and facultative in the middle), and composting of contraband tobacco produced stable, non-toxic, nutrient-rich compounds suitable for agricultural use.pt_BR
dc.description.resumoA compostagem em reatores facultativos tem se destacado como uma tecnologia eficiente e de baixo custo para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos, como restos de comida e tabaco de cigarro contrabandeado.. Diante desse cenário, o presente estudo teve como objetivo investigar os mecanismos envolvidos na compostagem em reator facultativo de tabaco de cigarro contrabandeado misturado a resíduos de alimentos, por técnicas convencionais, espectroscópicas, cromatografica e de microscopia. O monitoramento do processo foi realizado por meio do acompanhamento da temperatura, pH, umidade, razão C/N, análises respirométricas, índice de germinação de sementes (IGS), cromatografia e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A maturidade e estabilidade do composto foram avaliadas pelas técnicas espectroscópicas (UV/Vis e FTIR),. A qualidade do composto foi determinada pelas análises de metais pesados, fenóis totais e nutrientes NPK, além de seu potencial uso na produção de mudas. Os resultados mostraram que a compostagem em reatores facultativos foi eficaz no controle da umidade, favorecendo a exposição do composto a temperaturas termofílicas. A baixa razão C/N inicial de 18, permitiu o tratamento de grandes quantidades de resíduos. As análises respirométricas indicaram a redução da atividade metabólica dos microrganismos decompositores no tempo de, enquanto o índice de IGS revelou um composto livre de toxicidade com 130 dias. A MEV e a cromatografia mostraram que o porcesso principal que ocorre no topo do reator é a aerobiose, anaerobiose no fundo e uma interface facultativa no meio. A diminuição da razão E4/E6 e o aumento de picos e bandas nos espectros de FTIR, característicos de grupos aromáticos, indicaram a estabilidade e maturidade do composto após 130 dias. O composto finais apresentaram concentrações de NPK 18,49 para o reator 2 e 25,26 para o reator 3, valores que são benéficos para o desenvolvimento de plantas. As concentrações de metais pesados, como Co, Ni, Cu, Mn, Fe, Cd, Pb e Cr, ficaram abaixo do limite permitido para compostos orgânicos, e houve redução dos fenóis totais de 93,67%, comprovando a eficiência do processo. Durante o processo de compostagem, os patógenos Escherichia coli e Salmonella spp. não foram eliminados, necessitando da etapa de calagem. Na proporção 70%; 25% e 80% o composto favoreceu para o desenvolvimento de mudas de tomate, pepino e bracatinga, repectivamente. Concluiu-se que o reator facultativo opera com três zonas distintas de degradação (aeróbia no topo, anaeróbia no fundo e facultativa no meio) e que a compostagem de tabaco contrabandeado produziu compostos estáveis, não tóxicos e ricos em nutrientes, adequados para uso agrícola.pt_BR
dc.identifier.citationCUNHA, Karine Marcondes. Estudo dos processos envolvidos na compostagem de tabaco de cigarro contrabandeado em reator facultativo por meio de técnicas convencionais, cromatográficas, espectroscópicas e de microscopia. 2024. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://ri.uepg.br/handle/123456789/3002
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossapt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUEPGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectcompostagempt_BR
dc.subjectreator facultativopt_BR
dc.subjecttabaco de cigarro contrabandeadopt_BR
dc.subjectcompostingpt_BR
dc.subjectfacultative reactorpt_BR
dc.subjectsmuggled cigarette tobaccopt_BR
dc.subject.cnpqQuimicapt_BR
dc.titleEstudo dos processos envolvidos na compostagem de tabaco de cigarro contrabandeado em reator facultativo por meio de técnicas convencionais, cromatográficas, espectroscópicas e de microscopiapt_BR
dc.typeTesept_BR

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