1 - Universidade Federal Fluminense UFF,Niterói RJ, 2 Instituto Nacional de Tecnologia INT Rio de Janeito - RJ

Documentos relacionados
Questão 1. Questão 2. Resposta

REMOÇÃO DE MANGANÊS DE ÁGUAS E EFLUENTES INDUSTRIAIS UTLIZANDO PRCESSOS DE OXIDAÇÃO AVANÇADA.

FICHA DE DADOS DE SEGURANÇA

Veracel Celulose S/A Programa de Monitoramento Hidrológico em Microbacias Período: 2006 a 2009 RESUMO EXECUTIVO

Tratamento de efluentes

PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS (POA) NO TRATAMENTO IN SITU DE CORPOS DE ÁGUA SUPERFICIAIS. Marco Antonio Fernandes Locatelli, Dr.

Controle da população microbiana

Técnicas Inovadoras de Remediação

Tratamento de Água Osmose Reversa

Nailsondas Perfurações de Solo Ltda

ANÁLISE DA ALCALINIDADE DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS UTILIZADAS NO IFC-CÂMPUS CAMBORIÚ. Instituto Federal Catarinense, Camboriú/SC

Efeitos da adubação nitrogenada de liberação lenta sobre a qualidade de mudas de café

APÊNDICE A. Laboratory of Separation and Reaction Engineering

Tecnologias para disposição final de resíduos sólidos urbanos em municípios de pequeno porte. Dr. Cristiano Kenji Iwai

LEVANTAMENTO DOS RESÍDUOS GERADOS PELOS DOMICÍLIOS LOCALIZADOS NO DISTRITO INDUSTRIAL DO MUNICÍPIO DE CÁCERES

TRATAMENTO DE ÁGUA: SISTEMA FILTRO LENTO ACOPLADO A UM CANAL DE GARAFFAS PET

Universidade Estadual de Londrina Centro de Ciências Exatas Departamento de Química GASOLINA EM ÁGUA SUBTERRÂNEA E SUPERFICIAL

IT-045.R-2 - INSTRUÇÃO TÉCNICA PARA ELABORAÇÃO DE MÉTODOS FEEMA (MF)

APLICAÇÃO DE PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUA PRODUZIDA DE PETRÓLEO

Obtenção Experimental de Modelos Matemáticos Através da Reposta ao Degrau

FÍSICO-QUÍMICA PROF. ALEXANDRE LIMA

Equilíbrio Ácido-base. Controle de ph por meio de soluções tampão

QUÍMICA (2ºBimestre 1ºano)

QUÍMICA TAISSA LUKJANENKO

Aula 3 MODALIDADES DO CONTRATO DE TRABALHO

Fundamentos de Teste de Software

ABNT NBR Amostragem de água subterrânea em poços de monitoramento - Métodos de purga

Nova geração de alfa-hidroxiácidos associados ao DMAE

Tratamento de Efluente Têxtil Utilizando Coagulação/Floculação e Fenton. Victor Marques Campos e Núbia Natália de Brito

Prof a. Dr a. Luciana M. Saran

Sondagem rotativa. Elementos de prospecção geotécnica. Apresentação dos resultados. Profa. Geilma Lima Vieira

HEMOVIDA (CICLO DO SANGUE - Gerenciamento de estoque para grandes eventos)

Registro de Retenções Tributárias e Pagamentos

BANHO DE CROMO BRILHANTE

PEQUENAS EMPRESAS E PRÁTICAS SUSTENTÁVEIS TENDÊNCIAS E PRÁTICAS ADOTADAS PELAS EMPRESAS BRASILEIRAS

Biogás. Página 1 de 5

SurTec 872 Processo de Cromo Decorativo

Módulo 1 - Mês 1- Aula 3

QIE0001 Química Inorgânica Experimental Prof. Fernando R. Xavier. Prática 09 Síntese do cloreto de pentaaminoclorocobalto(iii)

Dureza Rockwell. No início do século XX houve muitos progressos. Nossa aula. Em que consiste o ensaio Rockwell. no campo da determinação da dureza.

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO FUNDO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO DIRETORIA DE ASSISTÊNCIA A PROGRAMAS ESPECIAIS

QUESTIONAMENTO ACERCA DO EDITAL DO PREGÃO ELETRÔNICO AA Nº 03/ BNDES

Experiência: Gestão Estratégica de compras: otimização do Pregão Presencial

Disciplina: Eletrificação Rural

3 Os hidrocarbonetos e a importância de seu estudo no ambiente

Boletim epidemiológico HIV/AIDS /11/2015

Trabasil NP3. FISPQ Ficha de Informações de Segurança de Produtos Químicos Pág. 1 de 5 1. IDENTIFICAÇÃO 2. IDENTIFICAÇÃO DE PERIGOS

OFICINA: POLUIÇÃO DO SOLO E PRODUÇÃO DE SABÃO RECICLADO

Critério de Desenvolvimento da Embalagem de Transporte. Magda Cercan Junho/2013 São Paulo

2 03/11 Relatório Final R.A. O.S. O.A. PU. 1 30/09 Alterado Endereço do Terreno R.A. O.S. O.A. PU

Propriedades dos Precipitados

AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DO REAGENTE DE FENTON NO TRATAMENTO DO EFLUENTE DE LAVAGEM DE UMA RECICLADORA DE PLÁSTICOS PARA FINS DE REUSO

UTILIZAÇÃO DE SENSORES CAPACITIVOS PARA MEDIR UMIDADE DO SOLO.

Principais resultados do estudo de avaliação do nível de satisfação dos turistas no Município de Bragança

3.1 Determinação do Teor de Ácido Ascórbico e de Ácido Cítrico no

Universidade Federal do Pampa UNIPAMPA. Temperatura, calor e 1ª Lei da Termodinâmica

RECOMENDAÇÕES DA OUVIDORIA DA AGERSA

FÍSICA. A) 2 J B) 6 J C) 8 J D) 10 J E) Zero. A) 6,2x10 6 metros. B) 4,8x10 1 metros. C) 2,4x10 3 metros. D) 2,1x10 9 metros. E) 4,3x10 6 metros.

PODER JUDICIÁRIO JUSTIÇA DO TRABALHO CONSELHO SUPERIOR DA JUSTIÇA DO TRABALHO

SISTEMAS OPERACIONAIS. 3ª. Lista de Exercícios

MF-0427.R-2 - MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE FÓSFORO TOTAL (DIGESTÃO COM HNO 3 + HClO 4 E REAÇÃO COM MOLIBDATO DE AMÔNIO E ÁCIDO ASCÓRBICO)

GRUPO HOSPITALAR CONCEIÇÃO HOSPITAL NOSSA SENHORA DA CONCEIÇÃO LABORATÓRIO DE ANÁLISES CLÍNICAS

RELATÓRIO DE AVALIAÇÃO DEPARTAMENTO DE EDUCAÇÃO PRÉ ESCOLAR. Ano Letivo 2014/ º Período

IV Seminário de Iniciação Científica

CONCURSO DE ADMISSÃO AO CURSO DE FORMAÇÃO E GRADUAÇÃO QUÍMICA CADERNO DE QUESTÕES 2014/2015

MECANISMOS BÁSICOS DE CORROSÃO

No contexto das ações de Pesquisa e Desenvolvimento

USO DO BIOSSÓLIDO COMO SUBSTRATO NA PRODUÇÃO DE MUDAS DE AROEIRA (Schinus terenbinthifolius Raddi)

Avaliação da biodegradação do carbono com reuso células em efluentes contaminados com cromo

SISTEMA CAÇA-TALENTOS MANUAL DE OPERAÇÃO PERFIL SECRETARIA

EDITAL PARA INSCRIÇÃO DE TRABALHOS NO III CURSO DE EXTENSÃO SOBRE O TRABALHO DO ASSISTENTE SOCIAL NA EDUCAÇÃO DO IFMG

FATURA ELETRÔNICA DO PRESTADOR Layout do Arquivo Texto Versão 1.1.1

FEP COMO MATERIAL DE CONSTRUÇÃO DE UM REATOR FOTOQUÍMICO CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE BPA POR MEIO DE UM PROCESSO FOTO FENTON

Aula 3: Química do Solo

RAZÕES QUE JUSTIFICAM A PRORROGAÇÃO DA ZFM.

A eficiência encontra a performance. MAN TGX como novos motores D38.

Figuras 3 e 4-Chuva Média e observada para o mês de fevereiro, respectivamente

Estudo sobre a dependência espacial da dengue em Salvador no ano de 2002: Uma aplicação do Índice de Moran

COORDENAÇÃO SETORIAL DE EXTENSÃO E CULTURA POLI NORMATIZAÇÃO DAS ATIVIDADES DE EXTENSÃO E CULTURA

Estudo de Caso Reutilização de Água em Usina de Destilaria de Etanol Hidratado e Fabricação de Açúcar Através de Torres de Resfriamento

O irmão do aço. Obtendo o ferro fundido

Prova de Fundamentos de Bancos de Dados 1 a Prova

Substâncias puras e misturas; análise imediata

FOLHETO INFORMATIVO: INFORMAÇÃO PARA O UTILIZADOR

CAPÍTULO 4 4. ELEMENTOS ESTRUTURAIS. 4.1 Classificação Geométrica dos Elementos Estruturais

Reacções de precipitação

PREVENÇÃO DE REAÇÕES OXIDATIVAS: ANTIOXIDANTES NOS VEGETAIS DE CONSUMO HUMANO.

Abril Educação Fontes de energia, calor e temperatura Aluno(a): Número: Ano: Professor(a): Data: Nota:

Eletrólise. Energia elétrica. Energia química. pilhas

FONTES DE ENERGIA. Energia. [Do gr. energéia, pelo lat. energia]. 1. Maneira como se

FICHA DE INFORMAÇÕES DE SEGURANÇA DE PRODUTOS QUÍMICOS FISPQ Revisão Produto Data da revisão Página

Tecido Photo Premium 131g

SONDAGEM INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO

Condução. t x. Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria

INSTRUÇÕES PARA INSCRIÇÕES CONGRESSISTAS

Serviços de Perfilagem Geológica

Prof. José Luis Oreiro Instituto de Economia - UFRJ Pesquisador Nível I do CNPq.

Seminário Nacional 20 anos do Tratamento Antirretroviral no Brasil Avanços e Desafios. O papel dos ARVs na Prevenção. PEP : Profilaxia pós Exposição

Transcrição:

DEGRADAÇÃO DO HERBICIDA 2,4-D EM ÁGUA VIA OXIDAÇÃO POR PERSULFATO ATIVADO POR Fe 2+, Fe 3+ E SEUS COMPLEXOS Adriana C. Velosa 1,2 ; Emmanoel V. S. Filho 1 1 - Universidade Federal Fluminense UFF,Niterói RJ, acvelosa@gmail.com 2 Instituto Nacional de Tecnologia INT Rio de Janeito - RJ Resumo: O 2,4-D é um herbicida amplamente utilizado em culturas de plantas com folhas largas e que é facilmente encontado em solos e águas subterrânea devido ao processo de lixiviação. Devido à sua baixa degradabilidade e alta toxicidade é necessário encontrar meios para a remediação de áreas por ele contaminadas. Neste trabalho foi estudada a degradação de 2,4-D por persulfato ativado por Fe3+ e por Fe2+ e diferentes ligantes, sendo que o ligante mais eficiente foi o tartarato, promovendo degradação de 2,4-D de até 90 % em 2 dias e 2 mm de persulfato. O aumento da concnetração de tartarato não melhora a degradação de 2,4-D mas o aumento de persulfato sim Palavras-chave: ácido 2,4-diclorofenoxi acético, persulfato, radical sulfato, remediação, complexos de ferro 2,4-D degradation in water by persulfate-driven oxidation activated by Fe 2+, Fe 3+ and its complexes Abstract: 2,4-D is commonly used as a broadleaf herbicide that can be found in soils and groundwater due to runoff processes. 2,4-D is chemically resistant to natural degradation and due to its high toxicity it is necessary to find ways to destroy it. The degradation of 2,4-D by persulfate-driven oxidation activated by Fe 2+, Fe 3+ and its complexes was evaluated here. Among the ligands studied tartrate was the most efficient leading to 90 % degradation of 2,4-D after 2 days and in presence of 2 mm persulfate. Increasing tartrate concentration didn t result in higher degradation rates, but increasing persulfate concentration resulted is faster and higher degradations. Keywords: 2,4-dichlorphenoxyacetic acid, persulfate, sulfate radical, remediation, iron complexes. Introdução Uma área contaminada, segundo a CETESB, pode ser definida como uma área, local ou terreno onde há comprovadamente poluição ou contaminação causada pela introdução de quaisquer substâncias ou resíduos que nela tenham sido depositados, acumulados, armazenados, enterrados ou infiltrados de forma planejada, acidental ou até mesmo natural. Nessa área, os poluentes ou contaminantes podem concentrar-se em subsuperfície nos diferentes compartimentos do ambiente, como por exemplo, no solo, nos sedimentos, nas rochas, nos materiais utilizados para aterrar os terrenos, nas águas subterrâneas ou, de uma forma geral, nas zonas não saturada e saturada, além de poderem concentrar-se nas paredes, nos pisos e nas estruturas de construções (CETESB, 2017). Diante da necessidade premente de reabilitar estas áreas contaminadas, que oferecem risco à saúde da população e/ou ao meio ambiente, diversas técnicas têm sido utilizadas, entre elas aquelas denominadas de ex situ, onde o solo é retirado do local para posterior tratamento físico, químico ou biológico. Existem também as técnicas de remediação in situ, nas quais o tratamento ocorre no local

da contaminação e sem que o solo seja removido. Estas técnicas são aquelas que promovem a solubilização, redução e/ ou oxidação dos contaminantes orgânicos visando sua destruição total. A oxidação química in situ de áreas contaminadas contempla a introdução de substâncias altamente oxidantes em subsuperfície que visam transformar os contaminantes dissolvidos em fase aquosa ou adsorvidos na superfície do solo, de forma a torná-los menos tóxicos, gerando preferencialmente CO 2 e H 2 O. Além disso, havendo a presença de fase livre de contaminante, a oxidação dos compostos dissolvidos aumentará a dissolução da fase orgânica e acelerará sua remoção por transferência de massa. Diversos compostos podem ser utilizados para tal propósito sendo que os oxidantes mais comumente utilizados são: permanganato, peróxido de hidrogênio e Fe 2+ (Fenton), persulfato e ozônio (Hulling, 2006). O persulfato tem sido recentemente estudado como um agente oxidante alternativo pra o tratamento de contaminações de solos e águas subterrâneas por compostos orgânicos. O ânion persulfato (S 2 O 8 ) pode ser ativado térmica ou quimicamente, por metais de transição ou meio alcalino, para a geração de radicais sulfato (SO 4 - ) que são oxidantes muito poderosos (potencial padrão de redução de 2,6 V) capazes de degradar vários compostos orgânicos (eq. 1) (Zhao, 2010; Rastogia, 2009) S 2 O 8 + Fe 2+ SO 4 - + SO 4 + Fe 3+ (1) O persulfato é mais estável em subsuperfície do que o H 2 O 2 e pode persistir neste ambiente por semanas. Como o ânion persulfato não sofre grande adsorção no solo, ele acaba sendo móvel e alcançando grandes distâncias a partir do ponto de injeção, o que é uma vantagem visto que um número menor de injeções do oxidante é necessário para remediar uma área (Hulling, 2006). Assim que o radical sulfato é gerado, a partir da ativação química ou térmica do persulfato, ele pode propagar uma série de reações envolvendo a formação de outras espécies ativas, particularmente o radical hidroxila que, embora muito lentamente, pode, por sua vez, gerar peróxido de hidrogênio. Quando em meio alcalino a geração de OH é muito importante e acaba sendo a espécie dominante na oxidação dos contaminantes orgânicos (eq. 2) (Hulling, 2006). SO 4 - + OH - HO + SO 4 (2) Liang et al.(2008) observaram que o Fe 2+ catalisa a formação do radical sulfato a partir do persulfato. Entretanto, as altas concentrações de íons ferrosos necessárias para a ativação também acabam por competir pelo radical formado diminuindo sua eficiência. O uso de citrato como ligante, além de aumentar a solubilidade de Fe 2+ em aquíferos tamponados, cujo ph se encontra próximo ao neutro, proporcionou a geração do radical em menores concentrações de Fe 2+, diminuindo a competição e levando a uma efetiva degradação de BTEX em solo contaminado. Neste trabalho estudou-se o efeito dos complexos de Fe 2+ e Fe 3+ formados pelos ligantes citrato, oxalato, tartarato, pirofosfato e EDTA na ativação do persulfato e consequente degradação de 2,4-D. Também foi avaliada a ativação por Fe 2+ e Fe 3+ livres, assim como o efeito da concentração de persulfato e de tartarato na degradação de 2,4-D. Experimental Degradação 25 ml de uma solução 500 um de 2,4-D foram adicionados a um erlenmeyer âmbar de 125 ml e em seguida a reação de degradação foi disparada pela adição de 1mM de persulfato ou, quando na presença de metais, pela adição de 250 um de Fe 2+ ou Fe 3+ com ou sem ligantes. O ph da solução final foi ajustado para 3 com H 2 SO 4 ou NaOH diluídos e os erlenmeyers foram agitados a 150 rpm a 20 o C pelo tempo desejado.

Análises Químicas Ao final do tempo determinado uma amostra de 900 ul da solução foi retirada e acondicionada em frascos de HPLC com 100 ul de metanol para inibir o processo de degradação. 20 ul desta solução contendo metanol foram injetados num sistema de HPLC da Shimadzu e a eluição foi feita usandose uma fase móvel de 50:50 H 2 O: Ác. Acético 1%, com vazão de 0,5 ml/min numa coluna C18 de 15 cm. O comprimento de onda utilizado para quantificação foi de 230 nm. Resultados e Discussão O persulfato é um peróxido que possui baixa atividade oxidante em temperaturas abaixo de 25 o C e seu uso na degradação do 2,4-D a 20 o C leva à uma degradação de cerca de 15 % após 2 dias de reação (Fig 1). No entanto, na presença de Fe 2+ a degradação alcançada é de ~60 %, nas mesmas condições de reação. Isto se deve à ativação do persulfato pelo metal de transição que produz o radical sulfato, espécie altamente reativa que degrada o herbicida. A presença de Fe 3+ também promove um inesperado aumento na degradação de 2,4-D para ~ 40 % em 2 dias. Figura 1. Efeito da presença dos íons Fe 2+ e Fe 3+ na degradação de 2,4-D promovida por persulfato. Condições experimentais: 1mM PS; 250 um Fe 2+ ou Fe 3+ ; 20 o C e ph 3. A presença do ligante tartarato aumenta ainda mais este efeito de ativação do persulfato pelo Fe 3+ e a degradação final atingida vai a 70 %. Dentre todos os ligantes testados o tartarato foi o único que apresentou este efeito positivo na degradação do contaminante. Já no caso do Fe 2+, praticamente todos os ligantes apresentaram alguma melhora na degradação, principalmente na taxa inicial. Comparativamente, para ambas as valências do ferro, a degradação de 2,4-D atinge ~70 % na presença de tartarato. Porém, enquanto que para Fe 3+ isto ocorre após 1 dia de reação, para Fe 2+ ocorre após apenas 5 horas. O citrato também é um ligante bem eficiente para Fe 2+ na degradação de 2,4-D promovendo ~55 % de degradação após 2 dias de reação. É provável que esta melhora da degradação na presença de citrato se deva à capacidade levemente redutora deste ligante, que promoveria a reciclagem do Fe 3+, formado após a ativação do persulfato (eq 1), de volta ao estado +2 (Fe 2+ ) que é um ativador mais potente.

A Figura 2. Efeito de diferentes ligantes na degradação de 2,4-D por persulfato ativado por (A) Fe 3+ e (B) Fe 2+. Condições experimentais: 1mM PS; 250 um Fe 2+ ou Fe 3+ ; 20 o C e ph 3. [ox] = 750 um; [EDTA] = [cit] = 250 um; [tart] = [piro] = 500 um. Como para ambos os estados de valência do ferro a degradação parece parar após um certo tempo, decidiu-se verificar se havia ocorrido o consumo total de um dos reagentes (persulfato ou tartarato) pela comparação da degradação em concentrações variadas de persulfato e de tartarato, mantendo todas as demais condições. O resultado pode ser visto na figura 3 abaixo. B A B Figura 3. Efeito da variação da concentração de tartarato e de persulfato na degradação de 2,4-D promovida por persulfato ativado por (A) Fe 2+ e (B) Fe. No caso do Fe 2+ o aumento de 2 para 4 na proporção de tartarato em relação ao ferro causou uma ligeira queda na taxa inicial de degradação de 2,4-D, alcançando porém a mesma degradação final. Já o aumento de persulfato de 1 mm para 2 mm causou uma considerável melhora na remoção de 2,4-D, atingindo 90 % de remoção. O mesmo comportamento foi observado para o sistema usandose o Fe 3+, mostrando que o persulfato é o reagente limitante da degradação. Conclusões Os resultados apresentados mostram uma eficiente degradação do herbicida 2,4-D por persulfato quando este é ativado por íons de ferro (2 ou 3) livres ou complexados. A ativação do persulfato por Fe 3+ não é comum, o que pode indicar que o ferro neste estado de oxidação possa estar fazendo algum complexo com o próprio 2,4-D que catalisa sua autodegradação.

É relatado aqui pela primeira vez que complexos de ferro (2 ou 3) com tartarato são mais eficientes na ativação do persulfato para a degradação de um contaminante do que complexos de citrato ou EDTA. Especialmente o caso de ativação de persulfato por Fe III -tartarato nunca havia sido observado. Agradecimentos Ao CNPq e Capes pelas bolsas fornecidas à Adriana C. Velosa. Agradecemos também aos programas de pós graduação em química e em geoquímica da UFF pelo apoio estrutural e financeiro. Referências Bibliográficas CETESB em www.cetesb.sp.gov.br Huling, S. G. e Pivetz, B, E.; Engineering Issue - EPA, 2006, 600-R-06-072. Liang, C., Huang, C-H. e Chen, Y-J. Water Res., 2008, 42, 4091-4100. Rastogia, A., Al-Abedb, S.R. e Dionysiou, D. D. Water Res., 2009, 43, 684 694 Zhao, J., Zhang, Y., Quan, X. e Chen, S. Sep. Pur. Techn., 2010, 71, 302 307.