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https://tede.unioeste.br/handle/tede/7471
Tipo do documento: | Tese |
Title: | Aplicação de argilas bentonitas modificadas na remoção de atrazina em sistema aquoso |
Other Titles: | Application of modified bentonite clay for the removal of atrazine from aqueous systems |
Autor: | Luconi, Juliana ![]() |
Primeiro orientador: | Sampaio, Silvio César |
Primeiro membro da banca: | Sampaio, Silvio César |
Segundo membro da banca: | Frigo, Jiam Pires |
Terceiro membro da banca: | Bonassa, Gabriela |
Quarto membro da banca: | Reis, Ralpho Rinaldo dos |
Quinto membro da banca: | Gomes, Simone Damasceno |
Resumo: | O uso de pesticidas tem se difundido em grandes proporções com o crescimento da produtividade agrícola e da diversidade de culturas. Vale ressaltar que a aplicação daqueles atinge inclusive organismos não alvo e acarreta impactos negativos para o meio ambiente. A atrazina é um herbicida amplamente utilizado para folhas largas e gramíneas, em culturas de milho, cana-de-açúcar e sorgo. É considerada tóxica devido a sua meia-vida longa, alta mobilidade, alto potencial de lixiviação e poder de bioacumulação. A atrazina é classificada como classe III de toxicidade, portanto, é também considerada um composto medianamente tóxico, e na classificação de periculosidade ambiental é enquadrada na classe II, composto muito perigoso. O valor máximo permitido (VMP) para atrazina no Brasil é de 2 µg L-1 em água potável e tem uso proibido na União Europeia. A atrazina é associada com o desenvolvimento de diversas doenças em humanos e animais, principalmente por ser considerada um composto desregulador endócrino. A contaminação de atrazina no ambiente ocorre pelo descarte incorreto após práticas de aplicações na agricultura, por ações dos ventos e das chuvas, por escoamento superficial, e lixiviação do solo, que fazem com que o herbicida chegue até águas superficiais e subterrâneas. Inúmeras técnicas são utilizadas para remoção de pesticidas, como processos de oxidação avançada, processos eletroquímicos, biorremediação e adsorção. A adsorção é frequentemente aplicada devido à facilidade de aplicação, à alta eficiência e ao baixo custo deste herbicida. Os principais adsorventes utilizados são carvão ativado, biocarvão, aluminas, resinas orgânicas e argilas. Em especial, as argilas bentonitas são interessantes para processos de adsorção pela grande área superficial, pela estabilidade química, elevada capacidade de troca catiônica e grande disponibilidade delas. Técnicas de modificação de argilas têm sido aplicadas para aumentar a eficiência destes materiais no tratamento de águas contaminadas. Estudos apontam melhora na capacidade de adsorção devido, principalmente, ao aumento da área de superfície e à porosidade destas argilas. Neste sentido, o objetivo geral deste trabalho foi modificar argila bentonita para produzir um adsorvente eficaz para remoção do herbicida atrazina em meio aquoso. As amostras de bentonitas foram concedidas pela empresa T-Minas. As argilas foram modificadas ácida e termicamente e avaliadas as melhores condições de modificação para o processo de adsorção. Foram realizados testes de equilíbrio e de cinética de adsorção para avaliar a capacidade de adsorção das argilas, e a posterior modelagem matemática para investigar o mecanismo que melhor controla o processo de adsorção de atrazina. Para caracterização, foram realizadas análises de difratometria de raio-X (DRX) e a microscopia eletrônica de varredura (MEV, identificação de grupos funcionais de superfície, presentes por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR). |
Abstract: | Pesticides application has been spread significantly as agricultural productivity and crop diversity develop. It is worth mentioning that such application has affected even non-target organisms and caused severe negative impacts on the environment. Atrazine is an herbicide widely applied for broadleaf and grassy weeds in corn, sugarcane, and sorghum crops. It is considered toxic due to its long half-life, high mobility, high leaching capacity, and bioaccumulation power. It is classified as Class III in toxicity (intermediate level) and Class II in environmental hazard (very dangerous). Atrazine has a maximum allowed contaminant level of 2 µg L-1 in drinking water in Brazil and is forbidden in the Europe Union. It is related to several diseases in humans and animals, mainly due to its endocrine-disrupting properties. Its environmental contamination has happened due to its incorrect disposal after its application managements in agriculture, wind and rain actions, by surface runoff, and soil leaching, which allow this herbicide to reach surface and groundwater. Several techniques are applied to remove pesticides, such as advanced oxidation processes, electrochemical processes, bioremediation and adsorption. Adsorption is commonly applied due to its ease, high efficiency, and low cost. The most important adsorbents are activated carbon, biochar, alumina, organic resins, and clays. Bentonite clays, particularly, are relevant for their large surface area, chemical stability, high cation exchange capacity, and availability. Clay modification techniques have been applied to enhance adsorption efficiency in treating contaminated water. Studies have shown improved adsorption capacity due to increased surface area and porosity of those studied clays. Thus, this study aims to modifying bentonite clay to produce an effective adsorbent for atrazine removal from aqueous solutions. Bentonites samples were provided by T-Minas company and modified by acid and thermal treatments, as well as the best changing conditions for adsorption were evaluated. Equilibrium and adsorption kinetics tests were carried out to evaluate clays adsorption capacity. Then, a mathematical modeling was applied to investigate the mechanism that best controlled the atrazine adsorption process. Characterization was carried out by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM, identification of surface functional groups, present by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). |
Keywords: | Adsorção Atrazina Argilas bentonitas Modelagem matemática Adsorption Atrazine Bentonite clays Mathematical modeling |
CNPq areas: | CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola |
Campun: | Cascavel |
Citation: | LUCONI, Juliana. Aplicação de argilas bentonitas modificadas na remoção de atrazina em sistema aquoso. 2024. 94 F. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel - Paraná. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/7471 |
Issue Date: | 16-Aug-2024 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL) |
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