Avaliação do processo Fenton para a degradação do herbicida 2,4D

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Schmachtenberg, N. (UFSM) ; Santos, E.P. (UFSM)

Resumo

Os herbicidas se destacam como os pesticidas mais empregados na agricultura brasileira, sendo o 2,4-D um dos mais utilizados no Brasil. Os Processos Oxidativos Avançados (POAs) são muito eficientes para a mineralização de vários compostos orgânicos, inclusive herbicidas. Vários estudos vêm sendo realizados verificando o tipo de POA e sua eficiência de degradação do 2,4- Diclorofenoxiacético (2,4-D) e outros herbicidas. Este trabalho objetivou avaliar a eficiência de degradação do herbicida 2,4 D via POA, utilizando o sistema Fenton. Para isso, foi feito um planejamento fatorial com 27 ensaios. As concentrações das variáveis foram: Sulfato Ferroso Heptahidratado: 0,3; 0,5 e 0,7 mmol L-1, as concentrações de Peróxido de Hidrogênio foram 10 vezes mais elevadas: 3; 5 e 7 mmol L-1. Enquanto que

Palavras chaves

herbicida; 2,4 D; fenton

Introdução

Com a crescente demanda por alimentos no mundo, tem-se a necessidade de aumentar as taxas de produtividade dos mesmos, o que aliado às exigências em termos de qualidade, tem levado à utilização de volumes cada vez maiores de agrotóxicos na agricultura para o controle de pragas e vetores (SMIDT, 2001). Porém, o uso indiscriminado destes produtos pode vir a causar danos ao meio ambiente contaminando solos, água e a atmosfera, colocando em risco, além da saúde ambiental, também a saúde humana (SANTOS, 2009). Dentre os agrotóxicos mais utilizados no mundo, se destaca o herbicida 2,4- Diclorofenoxiacético (2,4-D). Este é um ácido orgânico, com ação de contato, que já foi muito usado no Brasil em plantações de trigo, arroz, milho, sorgo e, principalmente, cana-de-açúcar (ANVISA, 2014). Devido aos questionamentos e riscos que o uso de agrotóxicos oferece tem-se a necessidade de desenvolver formas de tratamento para estes poluentes orgânicos. Dentre estas, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) têm aparecido como uma excelente alternativa para o tratamento de resíduos, devido a sua elevada eficiência para a degradação de substratos resistentes (TIBURTIUS et al., 2005). Assim, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de degradação do herbicida 2,4-Diclorofenoxiacético (2,4-D) via Processos Oxidativos Avançados (POAs), utilizando o sistema Fenton.

Material e métodos

Foi realizado um planejamento fatorial completo 3³, sendo feito utilizando- se o Software Statistica Six Sigma. Neste foram estudadas 3 variáveis: concentração de Sulfato Ferroso Heptahidratado (A), concentração de Peróxido de Hidrogênio (B) e pH (C). As concentrações das variáveis foram determinadas segundo dados obtidos em revisão de literatura, sendo escolhidas as seguintes concentrações: Sulfato Ferroso Heptahidratado: 0,3 (-1); 0,5 (0) e 0,7 (1) mmol L-1, as concentrações de H2O2 foram 10 vezes mais elevadas: 3 (-1); 5 (0) e 7 (-1) mmol L-1. Enquanto que o pH variou de: 2,5 (-1); 2,8 (0) e 3,0 (1). Sendo então feitas aleatoriamente 27 ensaios, que foram feitos cada um em triplicata. Para o Sistema Fenton foi utilizado um reator de vidro comum, com capacidade de 500 mL, sobre uma chapa agitadora, sendo acoplado ao sistema um pHmetro, modelo mPA 210p da marca Tecnopon, para o controle de pH, através do qual também foi possível determinar a temperatura, mantida a 21°C ±1. Neste sistema eram adicionados a amostra (foi utilizada a formulação comercial de 2,4-D (DMA® 860 BR da DOW) a 720 g L-1), H2O2 e Sulfato Ferroso Heptahidratado. O processo de degradação das amostras de 2,4-D comercial, foi monitorado por determinações da concentração deste agroquímico em alíquotas coletadas nos tempos reacionais de: 0, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 60, 90 e 120 minutos. A determinação da eficiência do processo de degradação foi avaliada através da determinação da concentração remanescente de 2,4-D na solução utilizando- se um espectrofotômetro UV/Vís da Specord® 50 Plus da Analytikjena. Inicialmente pretendia-se utilizar um cromatógrafo líquido de alta eficiência, porém o equipamento apresentou problemas técnicos que inviabilizaram seu uso.

Resultado e discussão

Após feitas as varreduras das soluções utilizadas e possíveis subprodutos da degradação, foram escolhidos os comprimentos de onda de 235 e 290 nm, pois não foi encontrado nenhum comprimento de onda que identificasse apenas o 2,4-D sem a interferência do 2,4 Diclorofenol. Estes dois comprimentos não mostraram interferência do Fenol. Os resultados (Figura 1) mostraram uma degradação máxima de 41,99%. Porém, como o método utilizado não identificou as possíveis interferências de subprodutos, pode-se ter a sobreposição de picos alterando os valores das absorbâncias ao longo do tempo. Alguns ensaios mostraram concentrações finais superiores às iniciais, representado pelos números negativos, fazendo com que não seja possível afirmar a concentração remanescente do 2,4-D. Bem como, supor o aumento das concentrações devido a formação de 2,4 Diclorofenol (subproduto) Chu (2004). Pode-se observar que o melhor desempenho na degradação foi obtido pelo ensaio de número 24, o qual continha: 0,7 mmol L-1 de Sulfato Ferroso Heptahidratado, 5,0 mmol L-1 de H2O2 e pH 3. O ensaio 10 mostrou as piores porcentagens de degradação, pois as concentrações ficaram superiores às iniciais. Neste foram utilizados: 0,5 mmol L-1 de Sulfato Ferroso Heptahidratado, 3 mmol L-1 de H2O2 e pH 2,5. Os valores negativos de degradação do 2,4-D podem estar associados a formação de um subproduto com uma absortividade molar, nos referidos comprimentos de onda, superior ao produto comercial em estudo.

Conclusões

Com o Sistema Fenton pôde-se observar a importância de encontrar as condições corretas das variáveis, pois estas interferem na degradação do 2,4-D, uma vez que as porcentagens de degradação vaiaram de – 19,52 % na pior condição até 41,99% na melhor condição. Sendo a que apresentou o melhor desempenho foram utilizados: 0,7 mmol L-1 de Sulfato Ferroso Heptahidratado, 5,0 mmol L-1 de H2O2 e pH 3. Verificou-se que a sobreposição das absorbâncias dos compostos pode ter interferido na determinação da concentração remanescente de 2,4-D por espectrofotometria UV/Vís.

Agradecimentos

Ao REUNI pelo auxílio financeiro.

Referências

ANVISA - AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Sistema de Informações sobre Agrotóxicos (SIA). Brasil. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/content/Anvisa+Portal/Anvisa/Inicio/Agrotoxicos+e+Toxicologia/Publicacao+Agrotoxico+Toxicologia/Sistema+de+Informacao+sobre+Agrotoxicos+SIA>. Acesso em novembro de 2016.
CHU, W.; KWAN, C. Y.; CHAN, K. H.; CHONG, C.; An unconventional approach to studying the reaction kinetics of the Fenton’s oxidation of 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid. Revista Chemosphere, Elsevier Ltd, Hong Kong, China, 2004.
SANTOS, J. S. Remediação de solos contaminados com agrotóxicos pelo tratamento com radiação gama. Dissertação (Mestrado em Ciências) – Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, São Paulo, 2009.
SMIDT, D. O.; Os agrotóxicos e seus efeitos no meio ambiente. Centro Universitário de Brasília – UniCEUB, Monografia, 2001.
TIBURTIUS, E. R. L.; et al. Degradação de BTXs via Processos Oxidativos Avançados. Química Nova, vol. 28, n. 1, p. 61-64, 2005.