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Publicação
Utilização de biomassa de Chlorella vulgaris na biorremediação de efluente vinícolas como bioaditivo agrícola
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Resumo(s)
This master thesis aimed to study the effect of winery-effluent-grown Chlorella vulgaris biomass on the germination and plant growth of Phaseolus vulgaris, Vicia lens and Zea mays. Microalgae, including Chlorella vulgaris, are very versatile organisms that produce different metabolites in different quantities based on the growth conditions. This capacity to grow under different conditions allows microalgae to be used for a vast number of uses, just like food, feed, the produced metabolites used in industries such as cosmetics and pharmaceuticals, as part of wastewater treatment and biofertilisers. These last two, when combined, allow for the create a close circle of nutrients, where the nutrients that weren’t transformed into the final product and resided in the wastewater are used by the microalgae, who can later be used as a biofertiliser. The phosphate, potassium and nitrogen present in the biomass can then be mineralised into phosphates, potassium ions and nitrates or ammonium, which are easily absorbed by plants. This availability of nutrients contributes to higher growth rates and/or better plant yield. This thesis combined different scenarios, such as: The timing of biomass addition before sowing, the comparison between the application of wet biomass and freeze-dried biomass grown in conventional medium, and the effect of wet biomass and freeze-dried biomass grown on medium containing 10% (w/w) winery effluent. In all tests the verified growth difference was deemed not significant, however there is a measurable size difference. Based on one-way ANOVA, the chemical fertiliser had a better performance. However, the use of effluent-grown biomass showed promising results when compared to the unamended soil.
Following these results, preliminary data from this thesis was presented in poster format at the “8° Simpósio Produção e Transformação de Alimentos em Ambiente Sustentável”, organised by the Department of Earth Sciences of NOVA FCT in Almada, Portugal, on June 5, 2025, and at FAO Global Agrifood Biotechnologies conference organised by the Food and Agriculture Organization of the United Nations in Rome, Italy, between June 16 and 18, 2025.
Esta dissertação de mestrado teve como objetivo estudar o efeito da biomassa de Chlorella vulgaris cultivada em efluentes de vinicultura, na germinação e no crescimento das plantas: Phaseolus vulgaris, Vicia lens e Zea mays. As microalgas, incluindo a Chlorella vulgaris, são organismos muito versáteis, que produzem diferentes metabolitos em diferentes quantidades, dependendo das condições de crescimento. Esta capacidade de crescer em diferentes condições permite que as microalgas sejam utilizadas para um vasto leque de aplicações, como a alimentação humana e animal, os seus metabolitos podem serem utilizados em indústrias como a cosmética e a farmacêutica, no tratamento de efluentes e como biofertilizantes. A combinação destas duas últimas aplicações permite a criação de um ciclo fechado de nutrientes, no qual os nutrientes que não foram incorporados no produto final e permaneceram nos efluentes são assimilados pelas microalgas, que podem, posteriormente, ser utilizadas como biofertilizante. O fosfato, o potássio e o azoto presentes na biomassa podem então ser transformados em formas mineralizadas, como fosfatos, iões potássio e nitratos ou amónio, que são facilmente absorvidos pelas plantas. Esta disponibilização de nutrientes contribui para taxas de crescimento mais elevadas e/ou para um melhor rendimento vegetal. Esta tese aliou diferentes cenários: o período de adição de biomassa antes de semear, comparação entre a aplicação de biomassa húmida e de biomassa liofilizada produzida em meio de cultura convencional; e o efeito de biomassa húmida e de biomassa liofilizada produzida em meio de cultura contendo 10 % (v/v) de efluente agrícola. Em todos os ensaios, a diferença de crescimento verificada foi considerada não significativa, embora exista uma diferença de tamanho mensurável. De acordo com a análise de variância simples, os fertilizantes químicos apresentaram um desempenho superior. Ainda, assim a aplicação de biomassa cultivada em meio com efluente revelou resultados promissores quando comparada com o solo sem adição de biomassa. Em virtude destes resultados, dados preliminares desta tese foram apresentados em formato de poster no 8° Simpósio Produção e Transformação de Alimentos em Ambiente Sustentável, dinamizado pelo Departamento de Ciência da Terra da NOVA FCT em Almada, Portugal, no dia 5 de junho de 2025 e na “FAO Global Agrifood Biotechnologies” Conference, dinamizado pela Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura em Roma, Itália, entre 16 e 18 de junho de 2025.
Esta dissertação de mestrado teve como objetivo estudar o efeito da biomassa de Chlorella vulgaris cultivada em efluentes de vinicultura, na germinação e no crescimento das plantas: Phaseolus vulgaris, Vicia lens e Zea mays. As microalgas, incluindo a Chlorella vulgaris, são organismos muito versáteis, que produzem diferentes metabolitos em diferentes quantidades, dependendo das condições de crescimento. Esta capacidade de crescer em diferentes condições permite que as microalgas sejam utilizadas para um vasto leque de aplicações, como a alimentação humana e animal, os seus metabolitos podem serem utilizados em indústrias como a cosmética e a farmacêutica, no tratamento de efluentes e como biofertilizantes. A combinação destas duas últimas aplicações permite a criação de um ciclo fechado de nutrientes, no qual os nutrientes que não foram incorporados no produto final e permaneceram nos efluentes são assimilados pelas microalgas, que podem, posteriormente, ser utilizadas como biofertilizante. O fosfato, o potássio e o azoto presentes na biomassa podem então ser transformados em formas mineralizadas, como fosfatos, iões potássio e nitratos ou amónio, que são facilmente absorvidos pelas plantas. Esta disponibilização de nutrientes contribui para taxas de crescimento mais elevadas e/ou para um melhor rendimento vegetal. Esta tese aliou diferentes cenários: o período de adição de biomassa antes de semear, comparação entre a aplicação de biomassa húmida e de biomassa liofilizada produzida em meio de cultura convencional; e o efeito de biomassa húmida e de biomassa liofilizada produzida em meio de cultura contendo 10 % (v/v) de efluente agrícola. Em todos os ensaios, a diferença de crescimento verificada foi considerada não significativa, embora exista uma diferença de tamanho mensurável. De acordo com a análise de variância simples, os fertilizantes químicos apresentaram um desempenho superior. Ainda, assim a aplicação de biomassa cultivada em meio com efluente revelou resultados promissores quando comparada com o solo sem adição de biomassa. Em virtude destes resultados, dados preliminares desta tese foram apresentados em formato de poster no 8° Simpósio Produção e Transformação de Alimentos em Ambiente Sustentável, dinamizado pelo Departamento de Ciência da Terra da NOVA FCT em Almada, Portugal, no dia 5 de junho de 2025 e na “FAO Global Agrifood Biotechnologies” Conference, dinamizado pela Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura em Roma, Itália, entre 16 e 18 de junho de 2025.
Descrição
Palavras-chave
Winery effluent Chlorella vulgaris Circular economy Biofertilisers Sustainability Efluente vinícola Economia circular Biofertilizantes Sustentabilidade