Estudo comparativo da degradação do inseticida Endosulfan através de: ozônio, fotólise e ozonização fotolítica

Autor: Curti, Karla Carvalho Fernandes
Přispěvatelé: Faria, Luiz Antonio de, Silva, Luís Antônio da, Alves, Valéria Almeida, Trovó, Alam Gustavo, Borges Neto, Waldomiro
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2011
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFU
Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
Popis: Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Aqueous solutions containing the insecticide Endosulfan was degraded using ozone, UV radiation and the ozone/UV radiation combined process. The ozone was generated electrochemically using a laboratory-made filter-press electrochemical reactor, represented by the cell diagram b-PbO2/Nafion®117/aço316. Ozone was applied under the semi-batch conditions using a column bubble reactor. A high-pressure mercury vapor lamp (HPL-N) 400 W, was used as a source of UV radiation. This lamp was inserted in a cylindrical annular reactor made of PVC (1.0 dm3). Degradation of Endosulfan was carried out in aqueous solutions (pH 5 and pH 12) and the reaction extent monitored by means of the UV spectrophotometry, gas chromatography, and COD and TOC measurements. This study revealed that the degradation rate follows the pseudo-first order kinetics. In particular, the degradation assisted by the UV radiation was characterized by the presence of two slopes in the pseudo-first order kinetic profile. A comparative analysis revealed that both the degradation and mineralization of Endosulfan proceed faster and more efficiently under acid conditions (direct oxidation). Moreover, the results confirmed that degradation in alkaline medium takes place through the Endosulfan diol which is the main hydrolysis product of Endosulfan. The O3/UV combined process presented the best performance for degradation showing a maximum removal of Endosulfan. It was proposed a general reaction scheme for the degradation of Endosulfan. The experimental findings concerning the COD and TOC measurements revealed that the COD/TOC ratio remains almost constant regardless the technique used for degradation. Only a slight decrease in the COD/TOC ratio was verified when the UV radiation was applied alone. These findings indicated that the degradation products have a reduced recalcitrance in comparison to the parental compound. Toxicity tests showed that the products of degradation are less toxic when compared to the parental compound. The cost-effective analysis based upon the energy demand revealed that ozonation under dark conditions (when ozone is applied alone) furnished the more promising scenario for degradation of Endosulfan. Soluções aquosas contendo o inseticida Endosulfan foram degradadas através da aplicação de ozônio, de radiação UV e dos processos combinados ozônio/radiação UV. O ozônio foi gerado eletroquimicamente num reator eletroquímico tipo prensa, construído no laboratório, representado pelo diagrama de célula b-PbO2/Nafion®117/aço316 e aplicado sob condições de semi-batelada usando um reator de coluna tipo bolha. Utilizou-se como fonte de radiação UV uma lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão (HPL-N), 400 W, a qual foi inserida num reator cilíndrico anelar de PVC com capacidade de 1,0 dm3. As degradações do Endosulfan foram realizadas em soluções aquosas (pH 5 e pH 12) e a extensão da reação foi monitorada através de espectrofotometria, cromatografia gasosa, e medidas de DQO e COT. Estes estudos revelaram que a velocidade de degradação segue uma cinética de pseudo-primeira ordem. Em particular, as degradações realizadas através de radiação UV foram caracterizadas pela presença de duas inclinações, ambas com um perfil cinético de pseudo-primeira ordem. Uma análise comparativa revelou que tanto a velocidade de degradação bem como a taxa de mineralização do Endosulfan procede mais rapidamente e mais eficientemente sob condições ácidas via oxidação direta. Por outro lado, os resultados confirmaram que as degradações em meio alcalino ocorrem com o Endosulfan diol, que é o principal produto da hidrólise do Endosulfan. O processo combinado O3/UV apresentou a melhor performance para a degradação alcançando uma remoção máxima de Endosulfan. Com base nos resultados foi proposto um esquema geral de reação para a degradação do Endosulfan. Os resultados obtidos das medidas de DQO e COT revelaram que a razão DQO/COT permaneceu praticamente constante independente da técnica utilizada na degradação. Foi observado um ligeiro decréscimo na razão DQO/COT quando a radiação UV foi aplicada isoladamente, demonstrando que, nestes casos, os produtos da degradação têm uma menor recalcitrância em relação ao composto parental. Este comportamento é indicativo de que os produtos da degradação apresentam diminuição da recalcitrância e devem ser diferentes quando se compara ozonização com fotólise direta, estando de acordo com o esquema geral proposto. Testes de toxicidade indicam que os produtos da degradação são menos tóxicos quando comparados ao composto parental. A análise de custobenefício com base na demanda de energia revelou que ozonização sem a presença de luz (quando o ozônio é aplicado isoladamente) apresentou maior eficiência para a degradação do Endosulfan. Doutor em Química
Databáze: OpenAIRE
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