Oxidação dos herbicidas Diuron e Alaclor através de processos eletroquímicos oxidativos avançados utilizando ânodos: Ti/IrO2, Ti/RuO2, Pt e BDD

Autor(es)

Angelo Ricardo Fávaro Pipi

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2014-06-30

Membros da banca

Adalgisa Rodrigues de Andrade; Carlos Alberto Martinez Huitle; Artur de Jesus Motheo; Paulo Olivi; Maria Valnice Boldrin Zanoni

• Orientador: Adalgisa Rodrigues de Andrade

Resumo

A degradação do herbicida Diuron comercial (Nortox SA) foi realizada utilizando os ânodos Ti/RuxTi(1-x)O2 e Ti/IrxTi(1-x)O2 (x = 0,3; 0,5 e 0,7). A investigação da degradação foi conduzida na presença e na ausência de cloreto. O estudo da remoção do herbicida em função da densidade de corrente na ausência de cloreto rendeu remoções de 41 e 49% de demanda química de oxigênio (DQO) e remoções de 10 e 14% de carbono orgânico total (COT) a 100 mA cm-2, respectivamente. Mantendo-se o tempo de eletrólise constante (4 h), a composição do ânodo Ti/Ru0,7Ti0,3O2 foi determinada como a mais ativa para remoção do Diuron e seus subprodutos. Com a adição de cloreto, a taxa de degradação dobrou, e obteve-se 100% de remoção de DQO para o ânodo Ti/Ru0,3Ti0,7O2. O herbicida Alaclor foi totalmente mineralizado por diferentes processos eletroquímicos oxidativos avançados (PEOAs), empregando célula eletroquímica em escala de bancada (100 mL) equipada com cátodo de difusão de ar capaz de eletrogerar H2O2 e ânodos de Pt e diamante dopado com boro (BDD). O melhor desempenho para o tratamento de 100 mL de solução Alaclor 0,60 mmol L-1 durante 360 min, foi obtido por meio do processo fotoeletro-Fenton (FEF) empregando ânodo de BDD na presença de 0,5 mmol L-1 de Fe2+. De acordo com as análises de CG-MS, a etapa de degradação do Alaclor envolveu quatro vias diferentes de reação (desalquilação, ciclização, cisão da ligação R-N e hidroxilação), resultando em nove subprodutos que, em seguida, levaram ao surgimento de ácidos carboxílicos que foram detectados. Diferentes quantidades de íons nitrogenados (NH4+ e NO3-) e clorados (Cl-, ClO3- e ClO4-) foram acumulados nas soluções finais da degradação, dependendo do ânodo e da corrente aplicada. O herbicida Diuron (0,185 mmol L-1 e pH 3,0), foi tratado também por diferentes PEOAs, como oxidação anódica com H2O2 eletrogerado (OA-H2O2), eletro-Fenton (EF) e fotoeletro-Fenton empregando luz UVA (FEF) ou FEF empregando luz solar (FEFS). Os ensaios foram realizados em uma célula eletroquímica em escala de bancada (100 mL) e em seguida testes em uma planta pré-piloto (2,5 L). Nos experimentos com célula eletroquímica em escala de bancada, o tratamento FEF empregando ânodo de BDD foi o método mais potente, produzindo 93% de mineralização após 360 min a 100 mA cm-2. Na planta de fluxo pré-piloto, o processo FEFS atingiu uma porcentagem de mineralização máxima de 70% a 100 mA cm-2. Os ácidos oxálico e oxâmico foram detectados como os ácidos carboxílicos finais e íons amônio e cloreto também foram encontrados, onde o último íon foi parcialmente convertido em íons clorato e perclorato na superfície do ânodo de BDD (AU)

• Processo FAPESP: 10/08588-9 - Oxidação de herbicidas através de processo eletroquímico e fotoeletroquímico utilizando ânodos dimensionalmente estáveis: Ti/IrO2, Ti/RuO2 e BDD.
• Beneficiário: Angelo Ricardo Fávaro Pipi
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado