Dinâmica da emissão de metano em solos sob cultivo de arroz irrigado no sul do Brasil

Solos de várzea sob cultivo de arroz irrigado contribuem com aproximadamente 18 % das emissões totais de metano (CH4) do Estado do Rio Grande do Sul. Entretanto, a liberação de CH4 depende do curso de redução de cada solo. O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica da emissão desse gás de efeito estufa (GEE) em seis solos: Gleissolo (2), Planossolo (2), Chernossolo e Neossolo, representativos do cultivo de arroz irrigado no Sul do Brasil, visando identificar também sua relação com propriedades do solo e as alterações eletroquímicas da solução após o alagamento. O experimento foi realizado em casa de vegetação, com três repetições, segundo delineamento de blocos casualizados. Os solos foram dispostos em vasos de PVC mantidos com uma lâmina de água de 10 cm de altura e cultivados com arroz. A avaliação das emissões de CH4 foi realizada semanalmente, do 3º ao 66º dia após o alagamento (DAA) do solo, com o auxílio de uma câmara de PVC acoplada ao topo dos vasos. As amostras de ar foram coletadas em quatro intervalos de 5 min, para estimativa das taxas de emissão de CH4. A solução do solo também foi coletada e caracterizada. O início da emissão de CH4 variou entre os solos e, normalmente, ocorreu após a quase total redução do Fe3+ (em torno de 90 % da maior liberação de Fe2+) e estabilização dos valores de pH e de Eh da solução. A emissão total de CH4 variou de 8,5 a 44,2 g m-2 e apresentou relação sigmoidal com os teores de C orgânico dos solos (r²=0,83, p < 0,05), sugerindo que a disponibilidade de C somente foi limitante para o processo de metanogênese em teores inferiores a 8 g kg-1 de C no solo. Os resultados mostram que a dinâmica e as quantidades totais de CH4 emitidas são influenciadas pelo tipo de solo e que esforços devem ser direcionados para determinação dos fatores de emissão de CH4 para os diferentes solos representativos da produção de arroz no Sul do Brasil, bem como na avaliação do efeito de práticas agrícolas na mitigação das emissões desse GEE nos diferentes solos.

Metano entérico de bovinos leiteiros em condições tropicais brasileiras

O objetivo deste trabalho foi quantificar a taxa de emissão de metano (CH4) pela técnica do gás traçador, hexafluoreto de enxofre (SF6), em bovinos leiteiros a pasto em condições tropicais brasileiras. As medições foram realizadas na estação das chuvas, com adequada oferta de forragem, em animais da raça Holandesa e Mestiça Leiteira Brasileira em pastagem de capim-tobiatã (Panicum maximum Jacq. cv. Tobiatã) adubada, com vacas em lactação, vacas secas e novilhas, e em pastagem de capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.) não adubada com novilhas. As concentrações de CH4 e SF6 foram determinadas por cromatografia gasosa. A emissão de CH4 pelas vacas em lactação foi de 13,8 a 16,8 g/hora, pelas vacas secas de 11,6 a 12,3 g/hora, pelas novilhas em pastagem adubada de 9,5 g/hora, e pelas novilhas em pastagem sem adubo de 7,6 a 8,3 g/hora ou 66 a 72 kg/animal/ano. A emissão de CH4 por matéria seca digestiva ingerida foi de 42 a 69 g/kg em vacas em lactação, de 46 a 56 g/kg em vacas secas, 45 a 58 g/kg em novilhas ingerindo pasto adubado e 58 a 62 g/kg em novilhas em pastagem sem adubo. A emissão de CH4 por bovinos leiteiros ingerindo gramíneas tropicais é superior à emissão por bovinos ingerindo gramíneas de clima temperado.

A combustão catalítica do metano: estudo estatístico do efeito das variáveis de preparação e pré-tratamento de catalisadores de paládio suportado sobre a atividade catalítica

The catalytic combustion of methane on alumina supported palladium catalysts was studied. It has been reported that the activity of the catalyst increases with its time on line, despite of an increase of the palladium particle size. However, different preparation, pretreatment and testing conditions can be the reason for the observed different results. An experimental design, which allows to verify the influence of several parameters at the same time with a good statistical quality, was used. A Plackett-Burman design was selected for the screening of the variables which have an effect on the increase of the catalyst activity.

Catalisadores Ni/Al2O3 promovidos com molibdênio para a reação de reforma a vapor de metano

Mo-promoted Ni/Al2O3 catalysts for the methane steam reforming reaction were studied in this work. The Ni/Al2O3 catalysts were prepared by precipitation and molibdenum was added by impregnation up to 2%wt. The solids were tested using a micro-reactor under two H2Ov/C conditions and were characterized by ICP-OES, XRD, N2 adsoption, H2 chemisorption and TPR. NiO and NiAl2O4 phases were observed and the metallic area decreased with the increase of the Mo content. From the catalytic tests high stability was verified for H2Ov/C=4.0. On the other hand, only the catalyst containing 0,05% Mo stayed stable during 30 hours of the test at H2Ov/C=2.0.

Estudo microestrutural do catalisador Ni/gama-Al2O3: efeito da adição de CeO2 na reforma do metano com dióxido de carbono

The carbon dioxide reforming of methane was carried out over nickel catalysts supported on the gamma-Al2O3/CeO2 system prepared by wet impregnation. With the increase of the CeO2 weight in the catalyst, a higher stability was observed in the catalytic activity, together with an excellent resistance to carbon deposition and a better Ni dispersion. The catalysts were characterized by means of surface area measurements, TPR, H2 chemisorption, XRD, SEM, EDX, XPS and TEM. An interaction between Ni and CeO2 was observed to the Ni/CeO2 sample after activation in a H2 atmosphere above 300 ºC. Such behavior has a significantly influence on the catalytic activity.

Síntese e caracterização de perovskitas LaNi(1-x)Co xO3 como precursores de catalisadores para a conversão do metano a gás de síntese pela reforma com CO2

LaNiO3 perovskite was modified by partial substitution of nickel by cobalt in order to increase the stability and resistance to carbon deposition during the methane CO2 reforming. The results showed that a suitable combination of precipitation and calcination steps resulted in oxides with the desired structure and with important properties for application in heterogeneous catalysis. The partial substitution of Ni by Co resulted in lower rates of conversion of both the reactants, but the catalyst stability was highly increased. The LaNi0.3Co0.7O3 catalyst, calcined at 800 ºC, was the most active under the reaction conditions.

Produção de gás de síntese por plasma térmico via pirólise de metano e dióxido de carbono

In this work the production of synthesis gas from a mixture of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) by thermal plasma was studied. The best relation found for the gas mixture [CO2]/[CH4] was 1.3. Under the excess of CH4 in the gas mixture soot was formed and also benzene, indene and naphthalene were identified. The disulfides compounds in the gas mixture were degraded causing no interference in the synthesis gas production, suggesting no needs of pretreatment step for sulfurorganic compounds removal in the process

Estudo de catalisadores de níquel suportados em cinza de casca de arroz na reforma de metano com dióxido de carbono visando a produção de hidrogênio e gás de síntese

Rice husk ash (RHA) is used as a silica source for several purposes, among them to obtain metal catalysts, as was done in this work. The catalysts were characterized by chemisorption, physisorption, thermal analyses (TG, DSC), X-ray diffraction, X-ray fluorescence, temperature-programmed reduction and scanning electron microscopy. The catalysts synthesized with different Ni loadings supported on RHA were applied to the reaction of dry reforming of methane. The reaction was tested at three temperatures of catalytic reduction (500, 600 and 700 ºC). All synthesized catalysts were active for the studied reaction, with different H2/CO ratios achieved according to degree of metallic dispersion.

EMISSÕES DE ÓXIDO NITROSO E METANO DO SOLO EM ÁREAS DE RECUPERAÇÃO DE PASTAGENS NA AMAZÔNIA MATOGROSSENSE

AbstractThis study evaluates the chemical processes responsible for the nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) fluxes in the managed pasture (PM) and unmanaged pasture (PNM). In addition, the impact of nitrogen fertilization on the N2O and CH4 fluxes was assessed. The experiments were conducted on three farms in Alta Floresta city in the state of Mato Grosso. Both regular and intensive samples were collected from PM, PNM, and forest areas for each of the properties. The gases were sampled using static chambers in the morning. Higher N2O fluxes were recorded in the PMs, whereas the CH4 fluxes showed no influence of nitrogen fertilization in both regular and intensive samples. Low fertilizer levels resulted in low N2O emissions.

Reatores anaeróbios operados em batelada sequencial, seguidos de lagoas de polimento, para o tratamento de águas residuárias de suinocultura. Parte I: produção de metano e remoção de DQO e de sólidos suspensos

Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de dois reatores anaeróbios operados em batelada sequencial (ASBR), instalados em série, em escala-piloto (R1 e R2 com volumes de 280 L e 140 L, respectivamente), no tratamento de águas residuárias de suinocultura com concentrações de sólidos suspensos totais (SST) em torno de 10.000 mg L-1. Para o pós-tratamento do efluente do sistema de tratamento com os reatores anaeróbios, utilizaram-se duas lagoas de polimento (L1 e L2 com volume de 1.000 L, cada) em série. As cargas orgânicas volumétricas (COV) aplicadas no primeiro ASBR variaram de 4,43 a 12,75 g DQOtotal (L d)-1. As eficiências médias de remoção da demanda química de oxigênio total (DQOtotal) e de SST variaram de 52 a 86% e de 54 a 87%, respectivamente, no sistema de tratamento anaeróbio composto pelos ASBR. As produções volumétricas médias de metano no sistema de tratamento anaeróbio variaram de 0,628 a 0,786 m³ (m³ reator d)-1. A utilização das lagoas de polimento em série permitiu manter eficiências médias de remoção no sistema de tratamento (R1 + R2 + L1 + L2) acima de 89% e 91% para a DQOtotal e SST, respectivamente.

Produção animal e o meio ambiente: uma comparação entre potencial de emissão de metano dos dejetos e a quantidade de alimento produzido

O objetivo do trabalho foi efetuar a comparação das principais espécies de interesse agropecuário, em relação à eficiência de conversão das dietas em produtos de origem animal (carne ou ovo), produção de resíduo e potencial de emissão de metano, a partir da fermentação dos resíduos. Para isso, foram selecionadas cinco espécies de animais durante a fase de produção: 1) suínos, do nascimento ao abate (peso vivo (PV) final de 90 kg) ; 2) bovinos, do desmame ao abate (PV: 520 kg); 3) caprinos, do desmame ao abate (PV: 30 kg); 4) aves, durante toda a fase de postura (14,7 kg de ovos); 5) frango de corte, do nascimento ao abate (PV: 3,1 kg). Para a estimativa dos parâmetros propostos, foram medidos os dados do desempenho e efetuou-se a biodigestão anaeróbia dos dejetos produzidos pelos animais. De maneira geral, os dejetos dos ruminantes apresentaram altas concentrações de fibra e baixos potenciais de produção de biogás; no entanto, o menor desempenho destes animais na conversão do alimento em produto e a maior produção de dejetos fizeram com que eles apresentassem maiores produções de metano por kg de alimento produzido.

Intoxicação aguda por metano arsonato ácido monossódico em bovinos

O presente trabalho estudou a intoxicação acidental por arsênico em um lote de 24 vacas Girolando, as quais tiveram acesso a pasto pulverizado com herbicida à base de metano arsonato ácido monossódico (MSMA). Os bovinos apresentaram apatia, anorexia e diarreia profusa. Foram necropsiados na fazenda dois animais de 14 que morreram. Os principais achados macroscópicos foram úlceras abomasais e congestão renal. No exame microscópico, as principais lesões observadas foram abomasite e omasite necro-hemorrágica multifocal acentuada e, nos rins, necrose tubular difusa. As concentrações médias de arsênico em vacas com sinais clínicos foram 1,19±0,40, 10,52±2,16 e 76,06±48,37ppm no sangue, leite e fezes, respectivamente. Os níveis de arsênico encontrados em dois animais necropsiados foram 25,58 e 23,85ppm em fígado, e 28,71 e 35,94ppm em rins, respectivamente. No feto de uma vaca necropsiada, os níveis de arsênico mensurados no fígado e rim foram 9,0 e 8,92ppm, respectivamente. A concentração de arsênico no capim do piquete pulverizado foi 111,58ppm. No Brasil, o uso MSMA na composição de pesticidas e herbicidas é permitido somente para uso agrícola, mas não pecuário. A utilização desse ou de outros produtos à base de arsênico na pecuária pode causar altos índices de mortalidade no rebanho, além de diminuição da produção e contaminação de produtos de origem animal.

Pré-hidrólise enzimática da gordura de efluente da indústria de pescado objetivando o aumento da produção de metano

A aplicação de preparados enzimáticos sólidos (PES) ricos em lipases foi avaliada no tratamento anaeróbio de efluente de indústria de conservas de pescado. O PES foi produzido pelo fungo Penicillium simplicissimum por fermentação em meio sólido (FMS) de resíduo industrial, sendo empregado na hidrólise de gorduras presentes no efluente a fim de viabilizar a utilização de metano como fonte de energia. O efluente contendo 1500 mg O&G.L-1 foi hidrolisado com 0,2, 0,5 e 1,0% (m/v) de PES a 30 °C por até 18 horas. O efeito do pré-tratamento enzimático dos O&G não foi significativo com relação à remoção de DQO, pois, independente das condições adotadas, obtiveram-se valores de 91 a 95%. Por outro lado, a produção específica de metano apresentou valores que variaram com a adição do PES e o tempo de hidrólise. Em experimentos controle (sem adição de PES), a produção específica de metano aumentou com o tempo de incubação, atingindo um máximo com 18 horas (138 mL CH4.g-1 DQOinicial). No entanto, valores mais elevados de produção específica de metano foram obtidos com 0,5 e 1,0% de PES, destacando-se a hidrólise com 0,5% de PES e 8 horas de hidrólise, com 216 mL CH4.g-1 DQOinicial. Quando se compara o experimento controle 0 horas (efluente bruto) com o efluente hidrolisado com 0,5% de PES durante 8 horas, um aumento de 2,7 vezes na produção específica de metano foi observado, indicando que a matéria orgânica foi mais facilmente assimilada pelos microrganismos anaeróbios nesta última condição.

Biodigestão anaeróbia de efluente de abatedouro avícola

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o processo de biodigestão anaeróbia no tratamento de efluentes de abatedouro avícola, considerando-se os TRH de 7, 14 e 21 dias, além da adição de enzima lipolítica aos substratos, nas concentrações de 0; 0,5; 1,0 e 1,5 g L-1 de carga adicionada aos biodigestores. A influência dos TRH e da adição de enzima lipolítica aos substratos foi avaliada por meio das produções de biogás e CH4, dos potenciais de produção por DQO, adicionada e removida, bem como pelas reduções dos teores de DQO, concentrações de N, P e K e dos valores de pH. Os resultados obtidos demonstraram que houve influência dos TRH (em que o TRH 7 expressou os melhores resultados, para produção semanal média de biogás, com 40,7 L, e CH4, com 32,2 L) e das concentrações de enzimas, com maiores valores de produção para os tratamentos 1,0 (24,6 L) e 1,5 g L-1 (26,2 L), que não diferiram entre si. As concentrações de enzimas de 1,0 e 1,5 g L-1 apresentaram maiores potenciais de produção de biogás (1,1 e 1,1 L g-1 de DQO adicionada, respectivamente) e metano (0,9 e 0,8 L g¹ de DQO adicionada, respectivamente), quando comparadas com as da 0,5 g L-1 (0,8 e 0,7 L g-1 biogás e CH4, respectivamente) e 0 (0,7 e 0,5 L g-1 biogás e CH4, respectivamente). As maiores remoções de DQO foram alcançadas nas concentrações de 0,5 g L-1 (83,3%) e TRH de 21 dias (74,4%). Contudo, para que haja maior eficiência na reciclagem energética, recomenda-se a utilização de concentrações de 1,0 g L-1 de efluente e tempo de retenção hidráulica de 7 dias.

Emissão de gases do efeito estufa em diferentes usos da terra no bioma Cerrado

A conversão de áreas nativas com o corte e queima de vegetação seguida do cultivo do solo resultam em mudanças na dinâmica da matéria orgânica do solo, com alterações nas emissões dos gases causadores de efeito estufa (GEE: CO2, CH4 e N2O) da biosfera para a atmosfera, que causam a elevação da temperatura média e, consequentemente, as mudanças climáticas globais. O objetivo deste estudo foi verificar as relações entre os fluxos de CO2, CH4 e N2O com a umidade, biomassa microbiana e as formas inorgânicas de N no solo com diferentes usos das terras no bioma Cerrado (Rio Verde, Goiás). O clima da região é do tipo Aw (Köppen-Geiger), e o solo foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico caulinítico textura argilosa com vegetação original de Cerradão. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC), com quatro tratamentos (áreas): vegetação nativa - Cerradão (CE); pastagem (PA) de braquiária, semeadura convencional (SC) de soja; e semeadura direta (SD) de milho sucedido por milheto. As emissões anuais de CO2 e N2O não mostraram diferenças significativas entre os tratamentos; isso ocorreu devido à elevada variação nos fluxos dos gases em decorrência da sazonalidade no clima, com as menores emissões observadas durante o inverno, devido à ausência da umidade do solo. A média na emissão de CO2 foi de 108,9 ± 85,6 mg m-2 h-1 , e para o N2O, de 13,5 ± 7,6 µg m-2 h-1. Os fluxos de CH4 apresentaram diferenças significativas somente para a pastagem, com emissão de 32 µg m-2 h-1 , enquanto nas demais áreas foram observados influxos entre 46 e 15 µg m-2 h-1 . Com os resultados das correlações, pode-se verificar que a umidade foi a variável do solo que apresentou maior correlação com o fluxo dos três gases de efeito estufa. O teor de N-NO3- e as emissões de CO2 mostraram correlações para todas as áreas. Quando consideradas as correlações para todos os tratamentos conjuntamente, verificou-se que os fluxos dos três gases apresentaram correlações significativas com os teores de C e N-microbiano. Contudo, a relação Cmicro:Nmicro não mostrou correlação significativa com o fluxo dos gases de efeito estufa. A pastagem foi a única situação em que os fluxos de CO2 e N2O apresentaram correlação com as quantidades de N-inorgânico. Os resultados sugerem que os fluxos dos GEE são dependentes do regime pluvial no bioma Cerrado, principalmente nas áreas cultivadas que recebem altas doses de fertilizantes para o aumento da produtividade.