Publicação: Aplicação de processo oxidativo avançado na remoção do herbicida atrazina
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Vieira, Patrícia Angélica
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O Brasil é o quinto país com mais alto consumo de agrotóxicos do mundo e um dos principais herbicidas utilizados é a atrazina (ATZ), com limite máximo de resíduo de 2 μgL-1.Contudo, a ATZ é proibida em toda a União Europeia e em diversos países devido a seu alto potencial de contaminação de água e solo, sendo considerada um dos poluentes emergentes (PE) pela sua característica de disrupção endócrina. Os tratamentos de água e efluente convencionais não são capazes de degradar poluentes orgânicos altamente recalcitrantes como a ATZ, por isso, os processos oxidativos avançados (POA) surgem como uma alternativa viável de mitigação desses compostos. Esse trabalho teve como objeto de estudo os POA do tipo fotólise (UV), peroxidação (H2O2), foto-peroxidação (UV/H2O2), fenton e foto-fenton na degradação da ATZ. Nos processos UV/H2O2 a condição a pH 5,0 foi a mais eficaz com 53,42% de degradação da ATZ. No entanto os experimentos de fenton e foto-fenton a pH 3,0 foram obtidas eficiências de remoção de ATZ de 69,84 e 78,87%, respectivamente. As principais variáveis de processo foram analisadas por ferramentas estatísticas por meio de dois planejamentos fatoriais e um delineamento do composto central (DCC). Elevadas remoções de ATZ foram alcançadas para fotólise, peroxidação, foto-peroxidação e fenton, no entanto, houve um destaque para as reações de foto-fenton com uma eficiência de 93,77% de degradação de ATZ e 17,04% de H2O2 residual, condição dita como ideal a partir do DCC. Para a análise da resposta porcentagem de remoção de ATZ, todos efeitos considerados foram significativos (p ≤ 0,05). Por outro lado, para a resposta de porcentagem de peróxido de hidrogênio residual, a razão x1 = [Fe2+]/[H2O2] é a fonte de variação que comanda o comportamento da resposta. A condição ideal multiresposta foi obtida a partir da função Desirability, e os parâmetros calculados e reais estão intimamente relacionados mostrando um ajuste no experimento de validação. No entanto, a fitotoxicidade com Lactuca sativa sugere que há formação de subprodutos tóxicos no efluente pós-tratamento.
Abstract
Brazil is the fifth country with the largest consumption of pesticides in the world and
one of the main herbicides used is atrazine (ATZ), with a maximum residue limit (MRL) of 2
μgL-1. Yet, ATZ is banned throughout the European Union and many countries due to its high
potential for water and soil contamination, being considered an emerging pollutant (EP) due to
its endocrine disruptor characteristic. Current water and wastewater treatments are not suitable
to degrade highly recalcitrant organic pollutants such as ATZ, thus, Advanced Oxidative
Processes (AOPs) emerge as a viable alternative for mitigating these compounds. This present
work has as an object of study the AOPs using photolysis (UV), peroxidation (H2O2), photoperoxidation (UV / H2O2), Fenton, and photo-Fenton in degradation of ATZ. In the UV/H2O2
processes, the condition at pH 5.0 was the most effective with 53.42% degradation of ATZ.
Yet, Fenton and photo-Fenton experiments at pH 3.0 have obtained removal efficiencies of
ATZ of 69.84 and 78.87%, respectively. The main process variables were analyzed using
statistical tools through two factorial designs and one central composite design (CCD).
Considerable removals of ATZ obtained for photolysis, peroxidation, photo-peroxidation, and
Fenton, however, there was an emphasis for photo-Fenton reactions with an efficiency of
93.77% degradation of ATZ and 17.04% residual H2O2, a condition supposed to be ideal from
CCD. Response analysis of ATZ removal percentage, the results were considered statistically
significant (p ≤ 0.05). As for the response percentage of residual peroxide hydrogen, the ratio
x1 = [Fe2+]/[H2O2] is the source of variation which dictates the response behavior. The ideal
multiple response condition was obtained from the Desirability function, and the calculated and
real parameters are closely related showing a fit in the validation experiment. However,
phytotoxicity with Lactuca sativa suggests that there are toxic byproducts formation in the posttreatment effluent.
Palavras-chave
Atrazina, Processos Oxidativos Avançados, Ultra-Violeta, Peróxido de Hidrogênio, Foto-fenton, Delineamento do Composto Central, Atrazine, Advanced Oxidative Processes, Ultraviolet, Hydrogen Peroxide, PhotoFenton, Central Composite Design
Citação
DANTAS, Ádila de Oliveira Sampaio. Aplicação de processo oxidativo avançado na remoção do herbicida atrazina. 2021. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.293.
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