Descontaminação de água tratada contendo parationa-metílica pelo emprego de radiação UV, ozônio e processo oxidativo avançado

Abstract

O agrotóxico organofosforado parationa-metílica é um inseticida e acaricida bastante eficaz contra um amplo espectro de pragas, além de representar um avanço em relação aos agrotóxicos organoclorados devido à sua baixa persistência. Em contrapartida, resíduos desse agrotóxico no meio ambiente podem ser associados a diversos riscos à saúde humana, como carcionogenicidade, neurotoxicidade, desregulação endócrina, entre outros. Nos últimos anos, processos de oxidação química como fotodecomposição, ozonização e processos oxidativos avançados (POAs) têm sido aplicados com sucesso para degradação de diveros poluentes orgânicos. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a degradação do agrotóxico parationa-metílica em água destilada e tratada empregando radiação UV254nm, ozônio e a combinação destes, caracterizando um POA. Para monitorar os resíduos do agrotóxico após submissão aos processos degradativos, a técnica de microextração líquido-líquido dispersiva com solvente extrator de baixa densidade (MELLD-SBD) e análise por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons (CG-DCE) foi otimizada e validada. Os resultados revelaram que a MELLDSBD foi eficente para extração de parationa-metílica, apresentando alta eficiência de extração (101,1%) e alto fator de enriquecimento (57,3). Além de seletividade, linearidade, precisão e veracidade, o método de análise validado apresentou também baixos limites de detecção e de quantificação, 83 ng L-1 e 250 ng L-1, respectivamente. A fotodecomposição direta de parationa-metílica no UV254nm em pH 3 e a 35 ºC alcançou 100% após 120 min de exposição ao processo. A ozonização em pH 11 e a 15 ºC também mostrou-se eficiente, uma vez que pôde ser alcançado 99% de remoção de resíduos do agrotóxico após 60 min de experimentação. Já o processo combinado UV/O3 em pH 3 e a 35 ºC, apresentou-se como o mais eficiente processo de oxidação química estudado, visto que com apenas 30 min de procedimento, removeu-se 100% do agrotóxico. A degradação via o POA UV/O3 seguiu modelo cinético de pseudo 1ª ordem fornecendo a maior taxa cinética de reação (kT = 0,1855 min-1), o maior rendimento quântico (F254nm = 7,79 x 10-5 mol Einstein-1) e, consequentemente, o menor tempo de meia vida (t1/2 = 3,74 min) entre os processos avaliados. Todos os processos degradativos mostraram-se fortemente dependentes do pH e da temperatura. A aplicação dos processos degradativos otimizados em amostras de água destilada e de água tratada forneceu resíduos de parationa-metílica, quando ainda existentes, abaixo do valor máximo permitido em âmbito nacional que é de 9,0 mg L-1.

The organophosphorus pesticide methyl parathion is an insecticide and acaricide largely effective against wide range of pest, furthermore it represents an advance over the organochlorine pesticides because of their low persistence. On the other hand, residues of this pesticide on the environment can be associated to several risks to human health, like carcinogenicity, neurotoxicity and endocrine disruption. Over the last years, chemical oxidation processes like photodecomposition, ozonation and advanced oxidative processes (AOPs) have been used successfully for degradation of several organic pollutants. The main aim of this work was evaluate the degradation of the methyl parathion pesticide in distillated and drinking water using UV radiation, ozone and the combination of them, characterizing an AOP. To monitoring the pesticide residues after submission to degradative processes, the microextraction liquid-liquid dispersive technique based in low density extractor solvent (LDS-DLLME) and analysis for gas chromatograph coupled with electron capture detector (CG-ECD) was optimized and validated. The results showed that the LDS-DLLME was very efficient to methyl parathion extraction, presenting high extraction recovery (101.1%) and high enrichment factor (57.3). Besides of selectivity, linearity, accuracy, the validated analysis method showed low detection and quantification limits, 83 ng L-1 and 250 ng L-1, respectively. The methyl parathion photodecomposition to UV254nm at pH 3 and 35 ºC achieved 100% after 120 min of process exposition. The ozonation at pH 11 and 15 ºC also proved to be efficient, once it has reached 99% removal of the pesticide residue after 60 min of experiment. The combined system UV/O3 at pH 3 and 35 ºC, presented itself as the most efficient process of chemical oxidation studied, since with only 30 min of procedure, was removed 100% of the pesticide. The degradation by the AOP UV/O3 followed a pseudo-first order reaction providing the highest kinetic rate (kT = 0.1855 min-1), the highest quantum yield (F254nm = 7.79 x 10-5 mol Einstein-1) and consequently, the shorter half-life (t1/2 = 3.74 min) between the processes evaluated. All degradative processes were strongly influenced by pH and temperature. The application of the optimized oxidation processes in distilled and drinking water provided methyl parathion residues, when still existing, below of the maximum allowed value in Brazilian territory that is 9.0 mg L-1.