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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-02072021-090115
Documento
Autor
Nome completo
Isadora Luiza Climaco Cunha
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Teixeira, Antonio Carlos Silva Costa (Presidente)
Ribeiro, Katia
Trovó, Alam Gustavo
Título em português
Avaliação de processos oxidativos avançados na remoção de pesticidas presentes em efluentes da agroindústria.
Palavras-chave em português
Efluentes (Tratamento)
Indústria agrícola
Pesticidas
Processos oxidativos avançados
Tomate
Resumo em português
A degradação dos ingredientes ativos (IA) azoxistrobina (AZO), difenoconazol (DFZ) e imidacloprido (IMD), constituintes de diversos produtos comerciais aplicados em larga escala nas lavouras brasileiras e encontrados na água de lavagem de tomates da agroindústria, foi investigada através da fotólise direta UVC (251-257 nm) e do processo oxidativo avançado UVC/H2O2. Os resultados indicaram que a fotólise direta segue cinética de pseudo-primeira ordem, com remoção total de AZO e IMD após 15 minutos de irradiação, usando 21,8 e 28,6 W m-2, respectivamente. O DFZ demonstrou ser mais persistente à fotólise, com máxima degradação observada de 51,7%, para 28,6 W m-2. Considerando as diferentes condições de irradiação e o coeficiente de absorção molar dos compostos para essa faixa de comprimento de onda, foram estimados os valores de rendimento quântico dos IA (0,572, 0,028 e 0,061 mol Einstein-1 para AZO, DFZ e IMD, respectivamente). No processo UVC/H2O2, a remoção total dos compostos ocorreu para a maioria das condições após 10 minutos de irradiação, com concentrações dos IA abaixo dos limites de detecção. O projeto experimental Doehlert sequencial permitiu maior compreensão da influência das variáveis de processo [H2O2]0 e EUVC na taxa específica de degradação dos compostos, e através da análise estatística, foram obtidas as condições ótimas para o sistema-modelo baseado na água de lavagem sintética, isto é, aproximadamente [H2O2]0 = 130,0 mg L-1 e 26,0 W m-2 . Ensaios com amostras de água reais coletadas na indústria, geradas na lavagem de tomates, indicaram que a matriz não influencia a degradação da AZO, enquanto a remoção total de DFZ e IMD ocorreu apenas para a água coletada na esteira de lavagem. O estudo da citotoxicidade e genotoxicidade com Allium cepa (bulbos de cebola) não demonstrou anormalidades durante a divisão das células para os ensaios com os padrões analíticos individuais e para a água da esteira de lavagem, com a remoção total dos IA após 15 minutos, demonstrando o potencial de aplicação do processo UVC/H2O2 como alternativa potencialmente viável de tratamento localizado de água de lavagem de tomates na agroindústria, com foco em um possível reúso da água tratada.
Título em inglês
Evaluation of advanced oxidation processes in pesticide removal in the agroindustry wastewater.
Palavras-chave em inglês
Advanced oxidation processes
Azoxystrobin
Citotoxicity
Difenoconazole
Genotoxicity
Imidacloprid
UVC/H2O2
Resumo em inglês
The degradation of the active ingredients azoxystrobin (AZO) difenoconazole (DFZ) and imidacloprid (IMD), constituents of several commercial products applied in Brazilian cultivations and commonly found in tomato rinse water in the agroindustry was investigated through UVC photolysis (251-257 nm) and the advanced oxidation process UVC/H2O2. The results indicated that direct photolysis follows pseudo-first order kinetics, with total AZO and IMD removal after 15 minutes of irradiation, using 21.8 and 28.6 W m-2, respectively. DFZ proved to be more persistent to photolysis, with maximum 51.7% removal using 28.6 W m-2. Considering different irradiation conditions and the molar absorption coefficients of the compounds for the wavelength range studied, the photolysis quantum yields were estimated as 0.572, 0.028 and 0.061 mol Einstein-1 for AZO, DFZ and IMD, respectively. With regard to the UVC/H2O2 process, total removal of the pesticides occurred for most conditions after 10 minutes of irradiation, with concentrations below the detection limits. The sequential Doehlert design allowed a better understanding of the effects of process variables [H2O2]0 and EUVC on the specific degradation rate, with the optimal conditions for the model system using synthetic rinse water obtained through statistical analysis, i.e., approximately [H2O2]0 = 130.0 mg L-1 and 26.0 W m-2. Assays with real rinse water collected in an industry, generated in tomatoes washing, showed that the matrix does not influence AZO degradation, while the total removal of DFZ and IMD occurred only for tomato rinse water from washing belts. The study of cytotoxicity and genotoxicity with Allium cepa (onion bulbs) showed no abnormalities during cell divisions for individual assays with pure compounds and for the tomato rinse water from washing belts, demonstrating the potential application of the UVC/H2O2 process as a viable alternative localized treatment of tomato rinse water in the agroindustry, with a focus on the possible reuse of the treated water.
 
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Data de Publicação
2021-07-02
 
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