Avaliação do uso de radiação UV, ozônio e catalisadores bem como suas combinações para degradação do herbicida 2,4-D

Abstract

Os contaminantes de preocupação emergente (CPE) são uma variedade de compostos presentes em diferentes produtos como medicamentos, agrotóxicos, produtos de higiene, dentre outros. Esses contaminantes geralmente não estão incluídos em monitoramentos de rotina nas estações de tratamento de água, porém apresentam risco à saúde da população e ao meio ambiente. Dentre esses contaminantes podemos destacar o ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), um agrotóxico seletivo amplamente utilizado na agricultura, sendo o segundo mais comercializado no Brasil. Esse contaminante tem sido detectado em diversas estações de tratamento de água, sabendo que os processos convencionais de tratamento não são eficazes para a degradação desse contaminante, nos últimos anos tem surgido diversos estudos em busca de novos métodos. Como uma das alternativa surge os processos oxidativos e oxidativos avançados, incluindo a fotólise direta, ozonização, foto-ozonização e a combinação desses processos com catalisadores. Os ensaios de 1 hora foram realizados em duplicata em um reator de vidro com a fonte de radiação no centro e com uma solução de 2,4-D 10 mg L-1 em água deionizada, variando-se o pH entre 3, 7 e 12 e o comprimento de onda da radiação UV. As amostras coletadas foram caracterizadas por diferentes métodos analíticos como a cromatografia líquida e carbono orgânico total. Verificou-se que dentre os pHs testados o pH 12 apresentou os melhores resultados e dentre os métodos, o processo combinando radiação UV-C e ozônio (UVC/O3) apresentou os melhores valores de degradação e mineralização que foi de 97% e 30%, respectivamente. Para essas condições também foi verificado uma redução na degradação e mineralização quando o ensaio foi realizado em matriz real, com 88% de degradação e 13% de mineralização. Os ensaios com catalisador foram realizados com vazão reduzida, mesmo assim a mineralização foi aumentada para 35% e 40% no processo com catalisadores, ozônio e radiação UV-A e UV-C, respectivamente. Desta forma, os processos combinados com ozonização e radiação UV-C bem como a combinação com catalisadores pode ser uma alternativa eficiênte para a degradação do 2,4-D.

Contaminants of emerging concern (CEC) are a variety of compounds present in different products such as medicines, pesticides, hygiene products, among others. These contaminants are generally not included in routine monitoring at water treatment plants, but they pose a risk to the health of the population and the environment. Among these contaminants we can highlight 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), a selective pesticide widely used in agriculture, being the second most sold in Brazil. This contaminant has been detected in several water treatment plants, knowing that conventional treatment processes are not effective in degrading this contaminant, in recent years several studies have emerged in search of new methods. As one alternative, advanced oxidative and oxidative processes appear, including direct photolysis, ozonation, photo-ozonation and the combination of these processes with catalysts. The 1-hour tests were carried out in duplicate in a glass reactor with the radiation source in the center and with a solution of 2,4-D 10 mg L-1 in deionized water, varying the pH between 3, 7 and 12 and the wavelength of UV radiation. The collected samples were characterized by different analytical methods such as liquid chromatography and total organic carbon. It was found that among the pHs tested, pH 12 presented the best results and among the methods, the process combining UV-C radiation and ozone (UV-C/O3) presented the best degradation and mineralization values, which was 97% and 30%, respectively. For these conditions, a reduction in degradation and mineralization was also observed when the test was carried out in a real matrix, with 88% degradation and 13% mineralization. The catalyst tests were carried out at reduced flow rates, even so mineralization was increased to 35% and 40% in the process with catalysts, ozone and UV-A and UV-C radiation, respectively. Therefore, processes combined with ozonation and UV-C radiation as well as the combination with catalysts can be an efficient alternative for the degradation of 2,4-D.