皮革工业固体废物作为氮源菜豆植株的生长

文摘

Cr-containing皮革工业产生大量的固体废物(湿蓝皮)。这种材料是由巴西环境委员会作为一级分类的浪费,需要特殊处理。专利过程Br n。π001538技术从湿蓝皮,去除铬的复苏固体胶原的材料(胶原蛋白),包含高氮水平。这项工作旨在评估土壤的剩余效应应用胶原蛋白的生产干物质、N含量与积累在菜豆植物(菜豆l .),经过之前的增长elephantgrass (狼尾草purpureum舒马赫)简历。纳皮尔,以及量化土壤中N的矿化率。胶原蛋白的应用,在利率相当于16和32 t,提供更大的菜豆植株N内容,表明剩余效应这些利率的应用程序;观察相同的利率4和8 t,但在较小的比例。更高的矿化率(N)胶原蛋白发生土壤孵化后16天旁边。在216天的孵化,治疗与胶原蛋白显示大量的矿化氮。

1。介绍

皮革工业固体废弃物的生产增加了和化肥等废物的使用代表了一个有趣的替代处理,减少对环境的潜在影响(1]。chromium-containing固体废物在制革厂的生产被认为是一个问题多年来,和越来越大的压力来自环保部门要求解决的问题(2]。

从历史上看,刨花、装饰和分裂的铬鞣隐藏和皮肤在垃圾填埋场处理。然而,增加地方限制土地处理和焚烧的高成本刺激寻找替代治疗。许多科学组织面向他们的研究发现回收过程和治疗这些废物3- - - - - -11]。在巴西,一些研究进行了评估的影响皮革工业在文化的商业利益的增长12- - - - - -15]。

Castilhos et al。13)评价小麦的产量、生菜和萝卜,以及化学变化的氧化土由于制革厂的废物(主要制革厂污泥;chromium-tanned皮革刨花;成品皮革碎片)。三种作物的产量microplots处理废物是类似于microplots石灰处理,获得+氮磷钾复合肥。铬在土壤和作物栽培与制革厂污泥浓度变化从40.7到71.2,从0.08到2.71毫克公斤⁻¹,分别。添加chromium-tanned皮革刨花和成品皮革碎片没有降低作物产量或改变土壤中铬浓度或植物。阿基诺否决权和Camargo14]调查制革厂固体废弃物的影响(从李明过程和主要的污泥污泥)和CrCl₃应用两个氧化土,在温室盆栽试验,观察到生菜增长是有限的,主要是由盐而非铬含量。康拉德和Castilhos12]研究了玉米的土壤化学变化和增长的漂白潮淋溶土土壤,在制革厂废水的应用从李明(初级污泥和污泥)。用石灰处理污泥土壤pH值增加(4.9 - 5.8)和钙含量(0.5到3.2 cmol_cdm⁻³),导致玉米产量与获得与石灰+氮磷钾复合肥。铬污泥土壤pH值,增加土壤N (0.6 - 0.7 g公斤⁻¹)。玉米产量与这种治疗类似于用氮磷钾+石灰。Cr^{3 +}制革厂污泥应用于土壤中显示低流动性和没有反应的氧化。

尽管这些研究工作证明了皮革工业固体废弃物在植物上的效率增长,如果不是从这铬浪费,它的使用会导致严重的环境问题。

Cr-containing皮革工业产生大量的固体废物(湿蓝皮),大约30 g公斤⁻¹铬(w / w)。这种材料是机密的巴西环境委员会(CONAMA)作为一级浪费,最危险的和有害废物如果丢弃到环境中没有任何进一步的治疗16]。由于这个原因,这种材料需要特殊处理,这是非常昂贵的17]。因此,一个新的替代利用这些材料是强制性的。

获得皮革从牛的皮肤,晒黑的过程是必要的。视觉上,铬鞣革,接收完成之前,带青色的滋润。因此它被称为湿蓝皮。奥利维拉et al。1)开发和专利(国家工业礼节,Brazil-INPI-Process专利Br n。π001538)技术能够消除铬皮革工业(湿蓝皮的浪费30.000毫克公斤⁻¹Cr)和固体的恢复胶原的材料(胶原蛋白)和低铬(125毫克公斤⁻¹,Cr)和高水平的氮,与潜在的用于农业。铬的提取方法,基于过程由奥利维拉et al。1),显示大约99.6%的铬含量减少废弃物。

De Oliveira et al。18]研究了铬后使用皮革废料提取(胶原蛋白)作为氮源elephantgrass -狼尾草purpureum舒马赫。简历。纳皮尔。胶原蛋白被证明是一个不错的替代来源的氮elephantgrass的增长,利率16公顷⁻¹。湿蓝皮残留没有提供氮elephantgrass的培养。胶原蛋白的应用提供了需要的氮elephantgrass植物同样与矿质氮施肥。

这项工作旨在评估的剩余效应N胶原蛋白(铬提取后获得的废弃物蓝湿皮浪费),elephantgrass增长之前,积累的干物质生产、内容和N的豆植物(菜豆l .)随后,种植在温室条件下,以及量化N在土壤净矿化速率的受精和两个利率这样的固体废物。

2。实验

这项研究是进行Cr-containing皮革废弃物(皮革废料和条)皮革行业Itauna Itauna-MG、巴西。铬提取方法、基于流程开发和专利(Br n。π001538)奥利维拉et al。1),显示减少浪费,大约有99.6%的铬的铬含量为30.000毫克公斤⁻¹(湿蓝皮皮革废料)减少到125毫克公斤⁻¹(collagen-the废料铬萃取后得到的湿蓝浪费)。

湿蓝皮中的总铬含量和胶原蛋白被原子吸收分光光度法测量(瓦里安aa - 175系列)。Cr三世的移除从湿蓝皮后进行方法开发的奥利维拉et al。1),包括控制温度(C)与酸水解用磷酸治疗,以避免解散的胶原蛋白。

由此产生的材料(胶原蛋白)提交根据官方的物理和化学分析方法的巴西农业部(规范性指令数量28,2007年7月)。测定铬的胶原蛋白和蓝湿皮浪费样品是根据参考方法建立由美国环境保护署(21)(表1)。皮革废料由凯氏氮含量的方法。

实验与菜豆植物在温室进行了土壤科学系Lavras联邦大学的植物种植在锅植物elephantgrass以前增长。胶原蛋白和湿蓝皮治疗没有收到额外的应用程序这样的残留物,而矿物N治疗收到额外的尿素的应用。土地利用是一个典型的营养不良的橙色系砖红壤,粘土质纹理,氧化土(22),提供化学和物理特征见表2(elephantgrass增长)和表3(菜豆植物)的增长。

在初步实验中,胶原蛋白是用作肥料elephantgrass——的增长狼尾草purpureum舒马赫。简历。纳皮尔(18与植物),115天。随机完全区组设计是使用三个复制。锅5公斤的土壤(典型的营养不良的橙色系砖红壤粘土质texture-Oxisol)被用作实验情节和胶原蛋白的治疗包括利率的增加10,20,40和80克/罐对应4、8、16和32公顷⁻¹和三个额外的治疗(额外的1:控制;额外2:施肥与矿物N和额外3:湿蓝皮residue-without Cr的提取,这残留的速度只用8 t公顷⁻¹)。额外的1治疗,没有矿物肥料(宏观和微量元素)和没有胶原蛋白,用作参考后浸出的研究。在附加2治疗,常规肥料(尿素),速度相当于8 t的胶原蛋白氮含量公顷⁻¹(300毫克dm⁻³矿质氮)剂量推荐施在温室实验中,如Malavolta所述23]。

菜豆的实验植物(菜豆l .)进行评估的残余影响胶原蛋白、植物的84天。与胶原蛋白没有收到额外的受精治疗刀豆的培养,而尿素的额外2治疗收到一个应用程序。营养决定进行射击,豆荚,谷物,根源。样本提交nitro-perchloric消化和Cr内容是通过原子吸收分光光度法(瓦里安aa - 175系列)。含氮量测定在提取准备通过凯氏法、硫酸消化所描述的Malavolta et al。24]。获得的数据提交的方差分析测试使用SISVAR(方差分析系统)统计程序(25]。

N的净矿化速率是评价土壤样本中典型的营养不良的橙色系砖红壤,粘土质纹理(22]。这项研究是建立在与多孔塑料容器盖子,包含约180克的土壤,在室温下和保持在一个黑暗的环境。湿度保持在60%的总容积的毛孔。孵化持续了216天。随机完全区组设计是使用五个复制,组成两个胶原蛋白(4和8 t公顷⁻¹)和两个额外的治疗(control-without矿产受精宏观和微量营养素和没有胶原蛋白;和湿蓝皮residue-without Cr的提取,是残留的使用仅在8 t公顷⁻¹)。的内容的分析和(26)后的土壤进行8,16日,24日,40,75,126,162,216天的孵化。N的矿化率和内容总附加3和治疗4和8 t公顷⁻¹胶原蛋白计算贴现值获得额外的1。

3所示。结果与讨论

胶原蛋白的剩余效应评价的施肥应用于种植elephantgrass刀豆的后续培养植物,试验方差分析发现一个高度显著的影响()利率的胶原蛋白,以及额外的治疗,在生产的射击,豆荚,谷物,和根干物质重量,在芽中的N含量与积累(数字1,2(一个),2 (b),3,5,6、职责)。

这是观察到小的胶原蛋白(4和8 t公顷⁻¹)生产不太常见的豆干物质(图1)。De Oliveira et al。18)观察到与elephantgrass第一种植,这些利率提供了最大的生物质生产。那些豆科植物种植率导致低产量预计由于N是一个营养物质存在的收获产品,由文化最吸收元素之一(23]。

射干物质的生产,负二次反应的应用观察胶原蛋白,和早期应用胶原蛋白的速度每锅(相当于55 g 22公顷⁻¹)提供了一个计算最大的粮食生产常见的16 g /锅豆植物(干物质),图1。一般来说,豆荚的干物质生产的倾向,谷物和根类似于拍摄了所有治疗(数字2(一个),2 (b),3、职责)。

额外的2治疗显示,一般来说,更高的干物质生产与胶原蛋白相比治疗。最高的生产观察常规施肥处理(2)是由于在形式的尿素N的应用程序,提供最高的干物质的生产。

观察到蓝湿皮治疗(额外3:湿蓝皮没有以前的提取铬治疗)提出了一些可用性N的豆类植物并没有观察到De Oliveira et al。18]在elephantgrass以前种植盆的治疗。N的更高的可用性与湿蓝皮豆植物治疗期间是归因于增加N矿化这些植物的培养。

这些结果在矿化实验吻合(图4)。这是观察到蓝湿皮革,N-residue几乎没有矿化。然而,同样可能不会发生在Cr是可溶性的来源。Castilhos et al。27)观察,在温室条件下,三价铬的应用水平上20毫克L⁻¹降低大豆植物和结节干物质生产、结节、固氮作用,P、K、Ca、Mg吸收。

在第一个种植(elephantgrass),额外的3(湿蓝皮皮革废料)治疗提供最小的干物质生产。

4和8 t公顷的治疗⁻¹提出高矿化率在期间大多数文化中请求更多的N(栽种后30至45天,其中包括elephantgrass [18]。N的矿化率在这些治疗方法表明,即使在那个时期,N继续在大量矿化(在栽培中常见的bean验证)。因此,发现结果表明胶原蛋白的潜力作为氮源(图4)。

铬含量的拍摄和其他部分豆植物被证明是发现低于检出限(0.5毫克公斤⁻¹de Cr)。阿基诺否决权和Camargo14评论,生菜有限增长主要是由盐比铬含量制革厂固体废弃物应用于两个氧化土温室盆栽试验。Castilhos et al。13)评论道,添加铬鞣革刨花和成品皮革碎片没有降低作物产量或改变土壤中铬浓度或植物。

N的含量和积累的射击,负二次观察胶原蛋白的反应率。也观察到额外的治疗产生重大影响(数据5和6、职责)。

一般来说,植物的N内容提供胶原蛋白以及那些来自传统施肥湿蓝皮渣和控制治疗低于适宜水平,从30到50 g公斤⁻¹根据(24豆类植物,开花。应该指出,数据显示从收获时间(周期);因此,他们证明这些小水平以来拍摄的很大一部分N是转移从叶子到谷物。在最高的吸收发生的初始阶段,而在流逝的周期中,氮的再分配的生殖和新的营养器官的射击,导致差异与不同的治疗方法,甚至是最小化23]。豆类植物的氮含量低于elephantgrass。是相关的评论,在elephantgrass的培养,16和32公顷⁻¹N含量高于提出了饲料,然而,对于种植豆类植物,提出了传统施肥水平接近的。

这是注意到t 16和32公顷的应用⁻¹残留的elephantgrass提供更大程度的N随后拍摄的文化(豆科植物)表明一个受精的剩余效应这些利率;观察相同的利率4和8 t公顷⁻¹,但在较小的比例。

N的积累在N的拍摄水平很好地体现出发现拍摄的豆植物胶原蛋白的治疗与不同的利率,以及额外的治疗(图6)。

4所示。结论

生产力的胶原蛋白提供了积极回应(干物质的射击,豆荚和谷物)常见的豆科植物(剩余效应)类似的传统矿产受精,展示自己的良好的氮源文化。

胶原蛋白的应用程序的速度22公顷⁻¹elephantgrass增长的估计是最优率对谷物生产菜豆随后植物生长。

的胶原蛋白应用16和32公顷⁻¹提供更大的N elephantgrass内容在后续拍摄文化(菜豆植物)表示残余的影响;观察相同的利率4和8 t公顷⁻¹,但在较小的比例。

较高的胶原蛋白矿化发生在孵化后16天。在216天的孵化,治疗4和8 t公顷⁻¹胶原蛋白显示高N矿化。湿蓝皮浪费(没有以前的Cr提取治疗)没有提供可用的N在土壤中的216天孵化。

确认

作者感谢巴西机构或组织CNPq FAPEMIG,斗篷,FINEP, SEBRAE金融支持。

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