Adsorção de 2,4 D a partir de soluções aquosas em carvão ativado comercial e zeólita natural funcionalizados com surfactantes

Autores

Palavras-chave:

Agrotóxicos, 2.4 D, Tratamento de água, CLAE-UV, Surfactantes

Resumo

A presença de agrotóxicos no meio ambiente pode causar contaminação em diversos ecossistemas, principalmente solos e corpos hídricos, contribuindo para o desequilíbrio ambiental. O herbicida 2,4 D é o 2º agrotóxico mais vendido no mundo, utilizado no controle do crescimento de ervas daninhas. Tendo em vista a capacidade nociva deste composto quando em meio aquoso, busca-se tecnologias para sua remoção, e dentre as possibilidades, destaca-se a adsorção. Como objetivo, o presente estudo buscou investigar a aplicação de carvão ativado e zeólita, bem como a sua funcionalização com surfactantes, para o tratamento do 2,4 D em águas, por meio da determinação das isotermas de adsorção para baixas concentrações. Após a adsorção, o 2,4 D residual em solução foi detectado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência acoplado ao detector Ultravioleta (CLAE-UV). Utilizando a dosagem de 1,25 gads.L-1 e partindo da concentração inicial de 20 mg.L-1 o carvão ativado comercial foi capaz de adsorver o 2,4 D resultando em valores inferiores aos Valores Máximos Permitidos estipulados em legislação para a potabilidade da água. Quanto à capacidade máxima de adsorção no equilíbrio, foram obtidos os valores experimentais de 1,08 mg .g-1 para a zeólita natural clinoptilolita, 0,77 mg.g-1 para a zeólita funcionalizada com Dodecil Sulfato de Sódio (SDS), 1,30 mg.g-1 para a zeólita com Brometo de Cetiltrimetilamônio (CTAB), 11,4 mg.g-1 para o carvão ativado comercial, 3,54 mg.g-1 para carvão funcionalizado com SDS e 3,02 mg.g-1 para carvão funcionalizado com CTAB. Quanto aos ajustes dos dados experimentais, os modelos BET e Langmuir apresentaram os melhores ajustes. Dentre os materiais adsorventes estudados com e sem a funcionalização, a adsorção com carvão ativado sem funcionalização demonstrou ser a melhor alternativa de remoção deste poluente da água.

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Referências

AKSU, Z.; KABASAKAL, E. Batch adsorption of 2,4-dichlorophenoxy-acetic acid (2,4-D) from aqueous solution by granular activated carbon. Separation And Purification Technology, [S.L.], v. 35, n. 3, p. 223-240, mar. 2004. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/s1383-5866(03)00144-8.

ALENCAR, Ellen Oliveira de Assis; ARAÚJO, Ana Cláudia Vaz. Estudo estatístico para o uso de material nanoestruturado na remoção dos corantes Vermelho Congo e Índigo Carmim em meio aquoso. Revista Geama, v. 6, n. 3, p. 60-70, 2020.

ANDRUNIK, Magdalena; SKALNY, Mateusz; BAJDA, Tomasz. Functionalized adsorbents resulting from the transformation of fly ash: characterization, modification, and adsorption of pesticides. Separation And Purification Technology, [S.L.], v. 309, p. 123106, mar. 2023. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2023.123106.

ANDRUNIK, Magdalena; SKALNY, Mateusz; GAJEWSKA, Marta; MARZEC, Mateusz; BAJDA, Tomasz. Comparison of pesticide adsorption efficiencies of zeolites and zeolite-carbon composites and their regeneration possibilities. Heliyon, [S.L.], v. 9, n. 10, out. 2023. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e20572.

BAKHTIARY, Somayeh; SHIRVANI, Mehran; SHARIATMADARI, Hossein. Adsorption– desorption behavior of 2,4-D on NCP-modified bentonite and zeolite: implications for slowrelease herbicide formulations. Chemosphere, [S.L.], v. 90, n. 2, p. 699-705, jan. 2013. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2012.09.052.

BAKHTIARY, Somayeh; SHIRVANI, Mehran; SHARIATMADARI, Hossein. Characterization and 2,4-D adsorption of sepiolite nanofibers modified by N-cetylpyridinium cations. Microporous And Mesoporous Materials, [S.L.], v. 168, p. 30-36, mar. 2013. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.micromeso.2012.09.022.

BASSO, Cristiana; SIQUEIRA, Ana Carolina Fraga; RICHARDS, Neila Silvia Pereira dos Santos. Impactos na saúde humana e no meio ambiente relacionados ao uso de agrotóxicos: uma revisão integrativa. Research, Society And Development, [S.L.], v. 10, n. 8, p. 1-14, 15 jul. 2021. Research, Society and Development. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17529.

BERNARDI, Fernanda; LIROLA, Juliana Roratto; CESTARI, Marta Margarete; BOMBARDELLI, Robie Allan. Effects on reproductive, biochemical and genotoxic parameters of herbicides 2,4-D and glyphosate in silver catfish (Rhamdia quelen). Environmental Toxicology And Pharmacology, [S.L.], v. 89, p. 103787, jan. 2022. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.etap.2021.103787.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Consulta aberta (Acesso livre). Mapa, 2019. Disponível em: https://www.gov.br/agricultura/pt-br/assuntos/insumos-agropecuarios/insumos-agricolas/agrotoxicos/agrofit. Acesso em: 25 de ago. de 2023.

BRASIL. Portaria GM/MS nº 888, de 04 de maio de 2021. Dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade.

BROVINI, Emília Marques; QUADRA, Gabrielle Rabelo; PARANAÍBA, José R.; CARVALHO, Luana; PEREIRA, Renata de Oliveira; AQUINO, Sérgio Francisco de. Occurrence and environmental risk assessment of 22 pesticides in Brazilian freshwaters. Aquatic Toxicology, [S.L.], v. 260, p. 106566, jul. 2023. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.aquatox.2023.106566.

BRUNAUER, Stephen; EMMETT, P. H.; TELLER, Edward. Adsorption of Gases in Multimolecular Layers. Journal Of The American Chemical Society, [S.L.], v. 60, n. 2, p. 309-319, fev. 1938. American Chemical Society (ACS). http://dx.doi.org/10.1021/ja01269a023.

CETESB. Informações Toxicológicas. Ficha de Informação Toxicológica. 2,4D. Disponível em: https://cetesb.sp.gov.br/laboratorios/servicos/informacoes-toxicologicas/. Acesso: julho. 2022.

CHAVES, Marisa de J. S.; VERBINNEN, Raphael T.; DINIZ, Marta dos S.; VIANA, José Lucas M.; MENDONÇA, Cáritas de J. S.; FRANCO, Teresa Cristina R. S.. Successful and Robustness of 2,4-D Analysis in Surface Waters. Revista Virtual de Química, [S.L.], v. 10, n. 5, p. 1474-1484, 2018. Sociedade Brasileira de Quimica (SBQ). http://dx.doi.org/10.21577/1984-6835.20180100.

CONAMA. Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA nº 357, de 18 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências.

CONAMA. Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA nº 396, de 13 de abril de 2008. Dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o enquadramento das águas subterrâneas e dá outras providências.

ESSANDOH, Matthew; WOLGEMUTH, Daniel; PITTMAN, Charles U.; MOHAN, Dinesh; MLSNA, Todd. Phenoxy herbicide removal from aqueous solutions using fast pyrolysis switchgrass biochar. Chemosphere, [S.L.], v. 174, p. 49-57, maio 2017. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.01.105.

IBAMA. Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - Relatórios de comercialização de agrotóxicos. Disponível em: http://www.ibama.gov.br/relatorios/quimicos-e-biologicos/relatorios-de-comercializacao-de-agrotoxicos. Acesso em: 18 de jul. de 2022.

IUPAC. International Union of Pure and Applied Chemistry, 2022. Disponível em: http://sitem.herts.ac.uk/aeru/iupac/Reports/4.htm#3. Acesso em: 11 de jul. 2022.

MU, Hongyu; ZHANG, Jingcheng; YANG, Xiaomei; WANG, Kai; XU, Wen; ZHANG, Hongyan; LIU, Xuejun; RITSEMA, Coen J.; GEISSEN, Violette. Pesticide screening and health risk assessment of residential dust in a rural region of the North China Plain. Chemosphere, [S.L.], v. 303, p. 135115, set. 2022. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.135115.

NECHALIOTI, Paraskevi-Maria; KARAMPATZAKIS, Thomas; MESNAGE, Robin; ANTONIOU, Michael N.; IBRAGIM, Mariam; TSATSAKIS, Aristidis; DOCEA, Anca Oana; NEPKA, Charitini; KOURETAS, Demetrios. Evaluation of perinatal exposure of glyphosate and its mixture with 2,4-D and dicamba ?n liver redox status in Wistar rats. Environmental Research, [S.L.], v. 228, p. 115906, jul. 2023. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.envres.2023.115906.

NJOKU, V.O.; HAMEED, B.H.. Preparation and characterization of activated carbon from corncob by chemical activation with H3PO4 for 2,4-dichlorophenoxyacetic acid adsorption. Chemical Engineering Journal, [S.L.], v. 173, n. 2, p. 391-399, set. 2011. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2011.07.075.

NJOKU, V.O.; ISLAM, Md. Azharul; ASIF, M.; HAMEED, B.H.. Adsorption of 2,4- dichlorophenoxyacetic acid by mesoporous activated carbon prepared from H3PO4-activated langsat empty fruit bunch. Journal Of Environmental Management, [S.L.], v. 154, p. 138- 144, maio 2015. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.02.002.

PARRA, José G.; IZA, Peter; DOMINGUEZ, Hector; SCHOTT, Eduardo; ZARATE, Ximena. Effect of Triton X-100 surfactant on the interfacial activity of ionic surfactants SDS, CTAB and SDBS at the air/water interface: a study using molecular dynamic simulations. Colloids And Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, [S.L.], v. 603, p. 125284, out. 2020. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.125284.

PUKCOTHANUNG, Yuwatida; SIRITANON, Theeranun; RANGSRIWATANANON, Kunwadee. The efficiency of zeolite Y and surfactant-modified zeolite Y for removal of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and 1,1?-dimethyl-4,4?-bipyridinium ion. Microporous And Mesoporous Materials, [S.L.], v. 258, p. 131-140, mar. 2018. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.micromeso.2017.08.035.

RASZL, Regina Célia Modesto. Estudo da adsorção de herbicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético em processo contínuo e descontínuo utilizando-se de carvão ativo granular. 2021. 99 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Ciências Ambientais, Universidade Estadual Paulista, Sorocaba, 2021.

SALMAN, J.M.; HAMEED, B.H.. Adsorption of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and carbofuran pesticides onto granular activated carbon. Desalination, [S.L.], v. 256, n. 1-3, p. 129-135, jun. 2010. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2010.02.002.

SHARMA, Anket; KUMAR, Vinod; Shahzad, Babar; TANVEER, Mohsin; SINGH Gagan Preet; HANDA, Neha; KOHLI, Sukhmeen KauR; YADAV, Poonam, SHREEVA, Aditi; PARIHAR, Ripu Daman; DAR, Owias Iqbal; SINGH, Kirpal; JASROTIA, Shivam; BAKSHI, Palak. Ramakrishnan,Sandeep Kumar ,Renu Bhardwaj &Ashwani Kumar Thukral Worldwide pesticide usage and its impacts on ecosystem, 2019. SN Applied Sciences, vol. 1, no. 11, pp. 1-16.

STRAIOTO, Henrique; VIOTTI, Paula Valéria; MOURA, Alexandre Amado de; DIÓRIO, Alexandre; SCALIANTE, Mara Heloisa Neves Olsen; MOREIRA, Wardleison Martins; VIEIRA, Marcelo Fernandes; BERGAMASCO, Rosângela. Modification of natural zeolite clinoptilolite and ITS application in the adsorption of herbicides. Environmental Technology, [S.L.], p. 1-16, 29 maio 2022. Informa UK Limited. http://dx.doi.org/10.1080/09593330.2022.2077134.

THOMAS, W. J.; CRITTENDEN, B. Adsorption technology and design. Butterworth Heinemann, 1998. 271 p.

YAZID, Hicham; GRICH, Abdelali; BAHSIS, Lahoucine; REGTI, Abdelmajid; HIMRI, Mamoune El; HADDAD, Mohammadine El. Exploring and studying the adsorption mechanisms of the herbicides 2,4,5-T and 2,4-D on activated carbon from walnut shells, using theoretical DFT analyses and a central composite design. Results In Surfaces And Interfaces, [S.L.], v. 14, p. 100192, fev. 2024. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.rsurfi.2024.100192.

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Publicado

2024-04-25

Como Citar

Piovesan Bertolo, J., Dias Fenner, E., Steffler Leobett, J., Simon Dugatto, J., da Costa Cabrera, L., & Gomes Cardoso, M. (2024). Adsorção de 2,4 D a partir de soluções aquosas em carvão ativado comercial e zeólita natural funcionalizados com surfactantes. Revista Geama, 10(1), 10–19. Recuperado de https://journals.ufrpe.br/index.php/geama/article/view/6318

Edição

Seção

ARTIGOS