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Remediação Ambiental

Author(s): Cruz, Viviane Duarte da

Date: 2013

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/7660

Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto

Subject(s): Fotodegradação; Encapsulamento; Ciclodextrina; Pesticidas; Remediação; Photodegradation; Encapsulation; Cyclodextrin; Pesticides; Remediation; Tecnologias de Proteção Ambiental; Tecnologias de Proteção Ambiental; Tecnologias de Proteção Ambiental


Description

A agricultura é uma das atividades mais antigas realizadas pelo Homem, sendo de grande importância para a obtenção tanto de bens alimentares como de bens para outros fins. No entanto desde o início constatou-se que as culturas eram afetadas por pragas e doenças que levavam à perda das colheitas. Este motivo deu origem à necessidade de nesses termos surgiu a aplicação de substâncias com o objetivo de proteger as colheitas. Os pesticidas são substâncias naturais ou sintéticas, aplicadas com o objetivo de proteger as plantas eliminando pragas e doenças. Para além da potencial toxicidade destas substâncias, em alguns casos a sua degradação no meio ambiente por microrganismos, hidrólise, radiação solar, etc. dá origem a produtos de degradação tanto ou mais tóxicos que os próprios pesticidas. A utilização deste tipo de substâncias acarreta problemas, visto a sua aplicação ser feita de forma a compensar perdas que ocorrem por meio de degradação, lixiviação, entre outros processos. Este tipo de aplicação leva a que haja contaminação do meio ambiente por parte dos pesticidas, pondo em risco tanto a saúde humana como os restantes seres vivos. A utilização de ciclodextrinas no encapsulamento destes compostos tem como objetivo aumentar a estabilidade do composto e promover a sua libertação de forma controlada. No presente trabalho pretende-se efetuar um estudo comparativo sobre a fotodegradação do herbicida terbutilazina e do fungicida pirimetanil livres e quando encapsulados com 2- hidroxipropil-β- ciclodextrina. De forma a quantificar os pesticidas ao longo do estudo foi utilizado o método analítico de HPLC de fase reversa. Os resultados permitiram constatar que a terbutilazina é fotoquimicamente estável, nas condições aplicadas, visto que ao fim de 75 dias de as soluções de pesticida livre em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial e as soluções de pesticida encapsulado em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial. Neste caso particular não foi possível, no intervalo de tempo considerado, avaliar a influência do encapsulamento no processo de fotodegradação da terbutilazina. Dada a baixa fotodegradação observada optou-se pela adição de peróxido de hidrogénio às soluções de controlo e 35 mM de HP-β-CD e acetona às soluções de 0 mM e 17,5 mM de HP-β-CD, para tentar promover a degradação do pesticida. Através dos resultados obtidos constatou-se que particularmente para as soluções onde foi adicionada acetona houve um aumento da velocidade de degradação no entanto esta ainda ocorria de forma lenta e muito semelhante quer para o pesticida livre quer para o encapsulado. Relativamente ao estudo da fotodegradação do pirimetanil verificou-se que ao fim de 4 dias de irradiação as soluções de pesticida livre apresentavam já alguma degradação do pesticida e tendo o período de irradiação uma duração de 53 dias foi possível para este pesticida determinar os parâmetros cinéticos em algumas das soluções. Quanto as soluções de água desionizada e água do rio com pirimetanil livre ambas apresentaram degradação do pesticida verificando-se uma cinética de reação de 1ª ordem com constantes de 0,0018 dias-1 e de 0,0060 dias-1 respetivamente. Para a solução de água desionizada com pirimetanil encapsulado não foi detetada degradação do pesticida, já para a solução com pirimetanil encapsulado em água do rio verificou-se a existência de degradação que correspondeu a uma cinética de degradação de 1ª ordem com uma constante de 0,0013 dias-1. Através dos resultados obtidos pode-se concluir que o encapsulamento do pirimetanil com 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina é vantajoso visto diminuir a quantidade de pesticida utilizado e aumentar a eficácia do controlo das pragas.

Agriculture is one of the oldest activities performed by humans, and is of great importance to obtain food and goods for other purposes. However from the beginning was noticed that the crops were affected by pests and diseases that led to loss of crops, in these terms came the application of substances in order to protect the crops. Pesticides are natural or synthetic substances, applied with the aim of protect plants, eliminate pests and diseases. The degradation of pesticides in the environment by microorganisms, hydrolysis, solar radiation, etc gives origin, in most cases to degradation products more toxic that the original. The use of cyclodextins in the encapsulation of these compounds is apply with the purpose of increase the stability of the compounds and promotes their release in a controlled manner. So in the present work intend to make a comparative study on the photodegradation of the herbicide therbuthylazine and the fungicide pyrimethanil free and encapsulated with 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin respectively. For this study was applay the analytical method ofreverse phase HPLC. It was verified that therbuthylazine was very stable since after 75 days of irradiation the solutions with free pesticide still present 98% of the initial value of therbuthylazine and the solutions with encapsulated pesticide also present 98% of the initial value of terbuthylazine. Because of this was not possible to determine the influence of the encapsulation in the photodegradation process. Given the low photodegradation observed it was decided to add hydrogen peroxide to the control and 35 mM HP-β-CD solutions and acetone to the 0 mM 17,5 mM HP-β_cd solutions in order to promote the photodegradation. From the results obtained it was found that, particularly for the solutions with acetone, an increase of the rate of degradation but still very slowly and similar between free and encapsulated pesticide. For the photodegradation of pyrimethanil after 4 days of irradiation the solutions with free pesticide started degraded and with the irradiation period lasting 53 days, were possible to determine the kinetic parameters for some of the solutions. Regarding the solution of free pyrimethanil, with deionized water and with river water, both presented degradation of the pesticide and a kinetics reaction of 1st order with constants of 0,0018 days-1 and 0,0060 days-1 respectively. In the solution of deionized water with encapsulated pyrimethanil was not detected degradation of the pesticide, but in the solution of river water with encapsulated pyrimethanil was verified the occurrence of degradation corresponding to a kinetics reaction of 1st order with a constant of 0,0013 days-1. Through the obtained results is possible to conclude that the encapsulation of pyrimethanil with 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin is advantageous since decreases the losses by degradation and the risk of environmental contamination.

Document Type Master thesis
Language Portuguese
Advisor(s) Garrido, Ermelinda Manuela Pinto Jesus; Garrido, Jorge Manuel Pinto de Jesus
Contributor(s) Cruz, Viviane Duarte da
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