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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2016.tde-14072016-151016
Documento
Autor
Nome completo
Marcela Prado Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Teixeira, Antonio Carlos Silva Costa (Presidente)
Faria, Luis Fernando Figueiredo
Giudici, Reinaldo
Guardani, Roberto
Guimarães, José Roberto
Título em português
Fotodegradação dos herbicidas atrazina e amicarbazona em meio aquoso: destino ambiental e tratamento.
Palavras-chave em português
Amicarbazona
Atrazina
Degradação ambiental
Degradação fotoinduzida
Degradação fotoiniciada
Destino ambiental fotoquímico
Espécies reativas de oxigênio
Fotólise UV
Herbicidas
Resumo em português
É grande a preocupação quanto à presença de poluentes persistentes (POP) no ambiente aquático, devido ao potencial destes micropoluentes em afetar organismos aquáticos e a saúde humana. Dentre os POP estão os herbicidas atrazina (ATZ) e amicarbazona (AMZ), empregados no controle de ervas daninhas no cultivo de cana-de-açúcar, responsável por grande parte do consumo de herbicidas no país. O conhecimento do destino desses compostos no meio ambiente é essencial para avaliar seus potenciais impactos, embora não haja na literatura estudos detalhados relacionados a esse tema. No presente trabalho, através da combinação de resultados de experimentos realizados em simulador solar empregando matéria orgânica natural isolada, dados da literatura e simulações matemáticas, foi investigado o destino ambiental fotoquímico da AMZ, considerando as características de corpos d'águas brasileiros. Analogamente e para fins de comparação, simulou-se o destino ambiental fotoquímico da ATZ com base em informações da literatura. Os resultados das simulações indicaram que a matéria orgânica dissolvida e a profundidade da coluna d'água são as variáveis que mais influenciam na persistência dos dois herbicidas. O tempo de meiavida pode chegar a aproximadamente 2 meses e 1 ano, para AMZ e ATZ, respectivamente. Assim como é importante o entendimento do destino ambiental dos POP, também é essencial a investigação de processos avançados de oxidação desses poluentes, muitos dos quais são fotoirradiados. Procurando contribuir nesse sentido, neste trabalho estudou-se a fotólise da ATZ sob radiação UV em 254 nm, considerando os efeitos da taxa específica de emissão de fótons e da concentração inicial do herbicida. Procurou-se investigar detalhadamente o papel de espécies reativas de oxigênio (ROS) neste processo, resultados até então não discutidos na literatura. Além disso, os resultados obtidos para ATZ foram comparados aos disponíveis na literatura para AMZ. A degradação dos dois herbicidas diminui com o aumento da concentração inicial dos herbicidas, seguindo decaimento de pseudo primeira-ordem e aumentando com a taxa de emissão de fótons. Os resultados sugerem a formação de produtos persistentes e as ROS foram apontadas como atores importantes durante a degradação fotolítica dos herbicidas.
Título em inglês
Photodegradation of herbicides atrazine and amicarbazone in aqueous medium: environmental fate and treatment.
Palavras-chave em inglês
Amicarbazone
Atrazine
Herbicides
Photochemical fate
Photoinduced degradation
Photoinitiated degradation
Reactive oxygen species
UV photolysis
Resumo em inglês
The presence of Persistent Organic Pollutants (POP) in aquatic environment is a subject of great concern, especially due to their capacity to affect not only aquatic organisms but also the human health. Herbicides as atrazine (ATZ) and amicarbazone (AMZ) are also classified as POP and are widely applied to control weeds on sugarcane cultivations, which are responsible for the increased consumption of herbicides in Brazil. The knowledge regarding the fate of these compounds once released into the environment represents an important issue and is also a type of information usually lacking in the available literature. Through the use of results obtained in experiments performed with a solar simulator, literature data, and mathematical simulations, the photochemical destination of AMZ in the environment was studied considering the characteristics of Brazilian surface water bodies. For purposes of comparison, the environmental destination of ATZ was also simulated. The results indicate that the dissolved organic matter and the depth of the water column are the most influential variables in the environmental persistence of these pesticides. Their half-life may extend up to 2 months to a year, for AMZ and ATZ, respectively. Besides the environmental fate, this investigation also aims to shine a light on the degradation of these contaminants in irradiated advanced oxidation processes. Accordingly, ATZ photolysis through the use of UV radiation (254 nm) was studied, whilst taking into consideration both the herbicide initial concentration and the specific photon emission rate. Another important contribution of this study is the investigation of the role of reactive oxygen species (ROS) in photolytic processes, a subject not usually discussed in the literature. In addition, a crossed-reference analysis between the results obtained for ATZ and those available in the literature for AMZ is presented. The degradation of both herbicides diminishes with the increase in their initial concentration and follows a pseudo first-order decay, increasing with the photon emission rate. Moreover, the results indicate that the formation of persistent degradation products does occur and that ROS play a crucial role in photolytic herbicide degradation.
 
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Data de Publicação
2016-07-22
 
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  • SILVA, MARCELA PRADO, et al. Photolysis of atrazine in aqueous solution: role of process variables and reactive oxygen species [doi:10.1007/s11356-014-2881-0]. Environmental Science and Pollution Research International [online], 2014.
  • Pereira, C., et al. Tratamento de Água Contaminada com Fármacos por meio de Fotólise UV. In 7º Encontro sobre Aplicações Ambientais de Processos Oxidativos Avançados/1º Congresso Iberoamericano de Processos Oxidativos Avançados, Recife, 2013. Abstracts., 2013. Resumo.
  • Pereira-Katsumata, C., et al. Tratamento de água contaminada com fármacos por meio de fotólise UV e UV/H2O2 (trabalho completo aprovado para participação no evento). In XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química (XX COBEQ), Florianópolis (SC), 2014. Anais., 2014. Resumo.
  • Silva, M.P., et al. Estudo da hidrólise e fotólise do pesticida atrazina: degradação e toxicidade. In 7º Encontro sobre Aplicações Ambientais de Processos Oxidativos Avançados/1º Congresso Iberoamericano de Processos Oxidativos Avançados, Recife, 2013. Abstracts., 2013. Resumo.
  • Silva, M.P., et al. Photolysis of endocrine disruptor atrazine in aqueous solution. In 3rd European Conference on Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes, Almería (Espanha), 2013. Proceedings., 2013. Abstract.
  • Silva, M.P., e TEIXEIRA, ANTONIO CARLOS S.C. Papel das Espécies Reativas de Oxigênio na Fotólise da Atrazina (trabalho completo aprovado para participação no evento). In XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química (XX COBEQ), Florianópolis (SC), 2014. Anais., 2014. Resumo.
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