Study of Organophosphorus Pesticides Degradation using Advanced Oxidative Process by electrogenerated H2O2 in Modified Gas Diffusion Electrodes

• Grant number: 09/15357-6
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Post-Doctoral
• Start date: August 01, 2010
• End date: July 31, 2013
• Field of knowledge: Engineering - Sanitary Engineering - Water Supply and Wastewater Treatment
• Principal Investigator: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Grantee: Robson da Silva Rocha
• Host Institution: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brazil

Abstract

A cultura da batata recebe altas doses de pesticidas e tal prática leva à contaminação de águas superficiais, subterrâneas e solo. Pesquisas nacionais apontam que os pesticidas são a segunda causa de contaminação de tais matrizes ambientais no país. Este trabalho apresenta como foco o estudo da eletrogeração de peróxido de hidrogênio (H2O2) utilizando eletrodos de difusão gasosa de carbono com a adição de catalisadores orgânicos, organometálicos e óxidos metálicos nanoestruturados, buscando a máxima concentração de H2O2. Os melhores catalisadores serão aplicaddos na eletrogeração de H2O2 para a degradação dos pesticidas organofosforados: clorpirofós e profenofós, utilizando diversas tecnologias de POA (Processos Oxidativos Avançados) de forma conjugada aos processos eletroquímicos. Neste contexto, os POA conjugados aos processos eletroquímicos apresentam-se como uma alternativa viável de tratamento para águas contaminadas com pesticidas, pois devido ao alto potencial de mineralização dos poluentes orgânicos, levam à formação de dióxido de carbono, água e ânions inorgânicos, ou seja, minimizam qualquer formação de resíduos. A eficiência do processo de descontaminação será avaliada pelas concentrações iniciais e finais dos pesticidas Clorpirifós e Profenofós, que serão utilizados como compostos-modelo deste trabalho. As técnicas analíticas empregadas para quantificação dos compostos serão a cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas, cromatografia líquida de alta eficiência, cromatografia de íons e a medida de concentração de carbono orgânico total. A eficiência de cada processo de tratamento estudado será avaliada pela cinética de degradação dos compostos, bem como a formação de espécies intermediárias de degradação. Os mecanismos de degradação serão determinados, e os valores de COT, antes e após passar pelo sistema POA/Eletroquímico também serão avaliados. Com o desenvolvimento deste projeto espera-se obter os melhores resultados experimentais de degradação de organofosforados aliados aos menores custos de tratamento, operação segura e mineralização total do poluente.

Scientific publications

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BARROS, WILLYAM R. P.; FRANCO, POLIANA C.; STETER, JULIANA R.; ROCHA, ROBSON S.; LANZA, MARCOS R. V.. Electro-Fenton degradation of the food dye amaranth using a gas diffusion electrode modified with cobalt (II) phthalocyanine. Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 722, p. 46-53, MAY 1 2014. (09/15357-6, 07/04759-0, 11/14314-1)

BARROS, WILLYAM R. P.; BORGES, MICHELLE P.; STETER, JULIANA R.; FORTI, JULIANE C.; ROCHA, ROBSON S.; LANZA, MARCOS R. V.. Degradation of Dipyrone by Electrogenerated H2O2 Combined with Fe2+ Using a Modified Gas Diffusion Electrode. Journal of the Electrochemical Society, v. 161, n. 14, p. H867-H873, 2014. (09/15357-6, 11/01694-0, 11/06681-4, 07/04759-0, 11/08588-1)

ROCHA, ROBSON S.; SILVA, FERNANDO L.; VALIM, RICARDO B.; BARROS, WILLYAM R. P.; STETER, JULIANA R.; BERTAZZOLI, RODNEI; LANZA, MARCOS R. V.. Effect of Fe2+ on the degradation of the pesticide profenofos by electrogenerated H2O2. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 783, p. 6-pg., 2016-12-15. (07/08314-3, 13/02762-5, 09/15357-6)

BARROS, WILLYAM R. P.; FRANCO, POLIANA C.; STETER, JULIANA R.; ROCHA, ROBSON S.; LANZA, MARCOS R. V.. Electro-Fenton degradation of the food dye amaranth using a gas diffusion electrode modified with cobalt (II) phthalocyanine. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 722, p. 8-pg., 2014-05-01. (07/04759-0, 11/14314-1, 09/15357-6)

ROCHA, ROBSON S.; SILVA, FERNANDO L.; VALIM, RICARDO B.; BARROS, WILLYAM R. P.; STETER, JULIANA R.; BERTAZZOLI, RODNEI; LANZA, MARCOS R. V.. Effect of Fe2+ on the degradation of the pesticide profenofos by electrogenerated H2O2. Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 783, p. 100-105, DEC 15 2016. (09/15357-6, 07/08314-3, 13/02762-5)