Cinética e termodinâmica de sorção do inseticida clorpirifós em latossolo vermelho-amarelo

Abstract

O uso de agrotóxicos na agricultura tem aumentado intensamente nos últimos 50 anos. A utilização incorreta e abusiva desses compostos sintéticos tem causado a contaminação do meio ambiente e por esse motivo a avaliação do comportamento dos mesmos no ambiente merece atenção redobrada. Esse trabalho teve como objetivo o estudo cinético e termodinâmico do processo de adsorção do inseticida clorpirifós em um Latossolo Vermelho-Amarelo da região de Viçosa, MG. O comportamento do inseticida foi avaliado pela influência da sua concentração inicial e da temperatura no fenômeno da adsorção. Os estudos de cinética foram realizados adicionando-se 10,0 mL da solução de clorpirifós obtida a partir do produto comercial em concentrações crescentes do princípio ativo a 1,0000 g de matriz seca, sob agitação mecânica em diferentes tempos e em diferentes temperaturas. Após a agitação e centrifugação, o inseticida foi extraído do sobrenadante e analisado por cromatografia gasosa. Na extração do clorpirifós no sobrenadante utilizou-se a técnica Extração Líquido-Líquido com partição em baixa temperatura (ELL-PBT) e para a quantificação utilizou-se cromatografia gasosa (CG), com detector por captura de elétrons (CG-ECD). No estudo de equilíbrio, foi realizado o mesmo procedimento descrito para o estudo de cinética mantendo-se o tempo de agitação por 3 h (tempo de equilíbrio pré-determinado). A cinética da adsorção foi analisada ajustando os dados de acordo com o modelo de pseudo-segunda-ordem e para o equilíbrio termodinâmico foi empregada a equação de Freundlich. A velocidade de adsorção diminuiu com o aumento da concentração inicial de clorpirifós exigindo tempos maiores para o estabelecimento do equilíbrio. A adsorção sofreu influência do aumento da temperatura que provocou uma ligeira diminuição da constante de velocidade. Os parâmetros termodinâmicos energia livre, entalpia e entropia calculados mostraram que o processo é exotérmico e espontâneo.

Use of chemicals in agriculture has increased greatly in the last 50 years. The misuse and abuse of these synthetic chemicals has caused contamination of the environment and for this reason the performance assessment of these compounds in the environment deserves careful attention. This work aimed to study the kinetics and thermodynamics of adsorption of the insecticide chlorpyrifos in a Red-Yellow Latosol in Viçosa, MG. The behavior of the insecticide was assessed by the influence of initial concentration of insecticide and temperature on the phenomenon of adsorption. The kinetic studies of sorption of chlorpyrifos in the soil were performed by adding 10.0 mL of chlorpyrifos obtained from the commercial product in increasing concentrations of the active ingredient to 1.0000 g of dry matrix, under stirring at different times and at different temperatures. After agitation and centrifugation, the insecticide was extracted from the supernatant and analyzed by gas chromatography. In the extraction of chlorpyrifos in the supernatant was used Liquid-Liquid Extraction technique to partition at low temperature (PBT-ELL) and for quantification, it was used gas chromatography (GC) with electron capture detector (GC-ECD). For the equilibrium study it was conducted the same procedure described for the kinetics study keeping the stirring time of 3 h (equilibrium time predetermined). The kinetics of adsorption was analyzed by adjusting the data according to the model of pseudo-second-order and fot the thermodynamic equilibrium it was applied the Freundlich equation. The adsorption decreases with increasing initial concentration of chlorpyrifos requiring longer times to establish the equilibrium. The adsorption is influenced by the temperature increase caused a slight decrease in the rate constant. Thermodynamic parameters of free energy, enthalpy and entropy calculated show that the process is exothermic and spontaneous.