O interesse na remoção de material orgânico no tratamento de águas de abastecimento surgiu em decorrência do aumento na poluição dos mananciais, da descoberta de novas doenças de veiculação hídrica e do melhor conhecimento das propriedades mutagênicas e carcinogênicas de poluentes orgânicos, entre eles os agroquímicos. Na presente pesquisa foi estudada a seqüência de processos de tratamento: pré-filtração; pré-oxidação com ozônio e ozônio associado ao peróxido de hidrogênio e filtração lenta com leito de areia e leito de carvão ativado granular. Para concentração de atrazina no afluente entre 2,2 e 110,3 µg/L o filtro lento de areia com camada intermediária de carvão ativado granular apresentou para a condição de não utilização de pré-oxidação valores para atrazina no efluente inferiores a 2,0 µg/L e para dose de ozônio entre 0,9 e 3,7 mg/L e para relação de peróxido de hidrogênio entre 0,1 e 1,1 valores para atrazina inferiores a 0,1 µg/L. O sistema de tratamento com pré-filtração, pré-oxidação com ozônio e ozônio associado ao peróxido de hidrogênio seguido da filtração lenta com camada intermediária de carvão ativado granular, mostrou-se eficiente na remoção de atrazina para concentrações inferiores a 0,1 µg/L. / The interest in removing organic matter in supplying waters treatment processes emerged from the increasing levels of water pollution worldwide, the discovery of new water-born diseases and of a better knowledge of mutating (mutagenic) and carcinogenic features of organic pollutants, including the pesticides. The two sequential arrangements for the water treatment process considered in this research were: 1) pre-filtration, slow sand filtration and granular activated carbon filtration; and 2) pre-filtration, pre-oxidation with ozone and ozone associated to hydrogen peroxide, slow sand filtration and granular activated carbon filtration. For concentrations of atrazine between 2.2 and 110.3 µg/L in the affluent, its concentration in the effluent was lower than 2.0 µg/L for the first arrangement, and lower than 01 µg/L for the second one, in this case for consumed doses of ozone between 0.9 and 3.7 mg/L and ratio H2O2/O3 between 0.1 and 1.1. The treatment system used composed of pre-filtration, pre-oxidation with ozone and ozone associated to hydrogen peroxide followed by the slow filtration, with an intermediate layer of granular activated carbon, was found efficient in reducing atrazine to levels inferior to 0.1 µg/L.

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:56:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tamiris Garbiatti de Oliveira.pdf: 1606086 bytes, checksum: cf9e26811174e34243865dc9dfffec23 (MD5) Previous issue date: 2015-03-23 / The unlimited use of pesticides, besides contribute with to increase environmental pollution, is also influencing negatively the health of the living beings, including the people health. Many studies show the result these chemicals in the reproductive system of animals and even same at man, can cause infertility problem, which can originate, among other factors, the low sperm quality and quantity. This is study aimed at evaluating human sperm quality parameters and the chemical evaluation of the core of the sperm trough Raman Scaterring Spectroscopy, after in vitro exposure to different concentrations of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and atrazine. The choice of the use of the these herbicides was because they are widely use throughout the world, especially in Brazil, highlighted the west Paulista region, used at cane sugar plantation, significant culture of the region. In this context, sperm samples were selected according to the normal testing parameters that evaluate sperm quality, such as liquefaction, viscosity, appearance, volume, pH, sperm, vitality, morphology and motility. Semen samples of 10 healthy donor were exposed to study herbicides varying the concentration and time. After the different exposures (0.05, 0.5, 1.0, 5.0 and 125 &#956;g/mL, 30 and 60 min), the analysis of motility and vitality were again evaluated. The Raman Scaterring spectra were obtained from samples control sperm and after exposure to the herbicide 2,4-D e atrazine at concentration of 125 &#956;g/mL and 60 min incubation. The progressive motility and total motility decreased from the concentration 0,5 &#956;g/mL at times 30 and 60 minutes while the percentage of sperm properties increased. The progressive motility and total motility decreased from the concentration 0.5 mg / mL at times 30 and 60 minutes while the percentage of sperm immotile increased. The vitality (viable sperm) decreased significantly (p <0.05) from the exposure concentration 0.5 &#956;g/mL to 2,4-D and from 1.0 &#956;g/mL atrazine, at times 30 and 60 minutes, showing that there is a functional change of trend of human sperm after exposure to these herbicides, and this change is intensified with the exposure time factor and concentration of herbicides. Through the Raman Scaterring technique allowed us to characterize normal human sperm and exposed to herbicides and verify the change in the molecular structure in the exposed sperm, evidenced by changes in relative intensities of the bands 785, 1095, 1255, 1336, 1374, 1486 and 1575 cm-1 treated with 2,4-D and a decrease at 1095 after exposure to atrazine. These results indicate the modification of nitrogenous bases and the phosphate group that make up DNA present in the nucleus of the sperm. / A utilização desenfreada de praguicidas, além de contribuir com o agravamento da poluição ambiental, também está influenciando de forma negativa a saúde dos seres vivos, inclusive a saúde das pessoas. Muitos estudos mostram a interferência desses produtos químicos no sistema reprodutor de animais e até mesmo do homem, podendo acarretar problemas de infertilidade, que podem ser originados, dentre vários fatores, pela baixa quantidade e qualidade espermática. Este estudo visa á avaliação de parâmetros de qualidade espermática humana e a avaliação química do núcleo do espermatozoide, por meio de Espectroscopia de Espalhamento Raman, após a exposição in vitro a diferentes concentrações de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) e atrazina. Estes herbicidas são amplamente utilizados em todo o mundo, principalmente no Brasil, em destaque a região do Oeste Paulista, por serem empregados na cana-de-açúcar, cultura significativa da região. Neste contexto, foram selecionadas amostras de espermatozoides de acordo com os parâmetros normais de testes que avaliam a qualidade espermática, como: liquefação, viscosidade, aparência, volume, pH, concentração de espermatozoides, vitalidade, morfologia e motilidade. Amostras de sêmen de 10 doadores saudáveis foram expostas aos herbicidas de estudo, variando o tempo e a concentração. Após as diferentes exposições (0,05; 0,5; 1,0; 5,0 e 125 &#956;g/mL, 30 e 60 min), as análises de motilidade e vitalidade foram novamente avaliadas. Os espectros de Espalhamento Raman foram obtidos das amostras de espermatozoide controle e após a exposição aos herbicidas 2,4-D e atrazina na concentração de 125 µg/mL em 60 min de incubação. A motilidade progressiva e motilidade total diminuíram a partir da concentração 0,5 &#956;g/mL nos tempos 30 e 60 min enquanto que a porcentagem de espermatozoides imóveis aumentou. A vitalidade (espermatozoides viáveis) diminuiu significativamente (p<0,05) a partir da exposição da concentração 0,5 &#956;g/mL para o 2,4-D e a partir de 1,0 &#956;g/mL para a atrazina, nos tempos 30 e 60min, mostrando-se que há uma tendência de alteração funcional do espermatozoide humano após a exposição a estes herbicidas, e esta alteração é intensificada com o fator de tempo de exposição e concentração dos herbicidas testados. Por meio da técnica de Espalhamento Raman foi possível caracterizar o espermatozoide humano normal e os expostos aos herbicidas e verificar a alteração na estrutura molecular nos espermatozoides expostos, evidenciadas pelas alterações nas intensidades relativas das bandas 785, 1095, 1255, 1336, 1374, 1486 e 1575 cm-1 do tratado com 2,4-D, e uma diminuição na banda de 1095 após a exposição à atrazina. Estes resultados indicam a alteração das bases nitrogenadas e do grupo fosfato que compõem o DNA presente no núcleo do espermatozoide.

Made available in DSpace on 2016-07-18T17:46:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tamiris Garbiatti de Oliveira.pdf: 1606086 bytes, checksum: cf9e26811174e34243865dc9dfffec23 (MD5) Previous issue date: 2015-03-23 / The unlimited use of pesticides, besides contribute with to increase environmental pollution, is also influencing negatively the health of the living beings, including the people health. Many studies show the result these chemicals in the reproductive system of animals and even same at man, can cause infertility problem, which can originate, among other factors, the low sperm quality and quantity. This is study aimed at evaluating human sperm quality parameters and the chemical evaluation of the core of the sperm trough Raman Scaterring Spectroscopy, after in vitro exposure to different concentrations of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and atrazine. The choice of the use of the these herbicides was because they are widely use throughout the world, especially in Brazil, highlighted the west Paulista region, used at cane sugar plantation, significant culture of the region. In this context, sperm samples were selected according to the normal testing parameters that evaluate sperm quality, such as liquefaction, viscosity, appearance, volume, pH, sperm, vitality, morphology and motility. Semen samples of 10 healthy donor were exposed to study herbicides varying the concentration and time. After the different exposures (0.05, 0.5, 1.0, 5.0 and 125 &#956;g/mL, 30 and 60 min), the analysis of motility and vitality were again evaluated. The Raman Scaterring spectra were obtained from samples control sperm and after exposure to the herbicide 2,4-D e atrazine at concentration of 125 &#956;g/mL and 60 min incubation. The progressive motility and total motility decreased from the concentration 0,5 &#956;g/mL at times 30 and 60 minutes while the percentage of sperm properties increased. The progressive motility and total motility decreased from the concentration 0.5 mg / mL at times 30 and 60 minutes while the percentage of sperm immotile increased. The vitality (viable sperm) decreased significantly (p <0.05) from the exposure concentration 0.5 &#956;g/mL to 2,4-D and from 1.0 &#956;g/mL atrazine, at times 30 and 60 minutes, showing that there is a functional change of trend of human sperm after exposure to these herbicides, and this change is intensified with the exposure time factor and concentration of herbicides. Through the Raman Scaterring technique allowed us to characterize normal human sperm and exposed to herbicides and verify the change in the molecular structure in the exposed sperm, evidenced by changes in relative intensities of the bands 785, 1095, 1255, 1336, 1374, 1486 and 1575 cm-1 treated with 2,4-D and a decrease at 1095 after exposure to atrazine. These results indicate the modification of nitrogenous bases and the phosphate group that make up DNA present in the nucleus of the sperm. / A utilização desenfreada de praguicidas, além de contribuir com o agravamento da poluição ambiental, também está influenciando de forma negativa a saúde dos seres vivos, inclusive a saúde das pessoas. Muitos estudos mostram a interferência desses produtos químicos no sistema reprodutor de animais e até mesmo do homem, podendo acarretar problemas de infertilidade, que podem ser originados, dentre vários fatores, pela baixa quantidade e qualidade espermática. Este estudo visa á avaliação de parâmetros de qualidade espermática humana e a avaliação química do núcleo do espermatozoide, por meio de Espectroscopia de Espalhamento Raman, após a exposição in vitro a diferentes concentrações de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) e atrazina. Estes herbicidas são amplamente utilizados em todo o mundo, principalmente no Brasil, em destaque a região do Oeste Paulista, por serem empregados na cana-de-açúcar, cultura significativa da região. Neste contexto, foram selecionadas amostras de espermatozoides de acordo com os parâmetros normais de testes que avaliam a qualidade espermática, como: liquefação, viscosidade, aparência, volume, pH, concentração de espermatozoides, vitalidade, morfologia e motilidade. Amostras de sêmen de 10 doadores saudáveis foram expostas aos herbicidas de estudo, variando o tempo e a concentração. Após as diferentes exposições (0,05; 0,5; 1,0; 5,0 e 125 &#956;g/mL, 30 e 60 min), as análises de motilidade e vitalidade foram novamente avaliadas. Os espectros de Espalhamento Raman foram obtidos das amostras de espermatozoide controle e após a exposição aos herbicidas 2,4-D e atrazina na concentração de 125 µg/mL em 60 min de incubação. A motilidade progressiva e motilidade total diminuíram a partir da concentração 0,5 &#956;g/mL nos tempos 30 e 60 min enquanto que a porcentagem de espermatozoides imóveis aumentou. A vitalidade (espermatozoides viáveis) diminuiu significativamente (p<0,05) a partir da exposição da concentração 0,5 &#956;g/mL para o 2,4-D e a partir de 1,0 &#956;g/mL para a atrazina, nos tempos 30 e 60min, mostrando-se que há uma tendência de alteração funcional do espermatozoide humano após a exposição a estes herbicidas, e esta alteração é intensificada com o fator de tempo de exposição e concentração dos herbicidas testados. Por meio da técnica de Espalhamento Raman foi possível caracterizar o espermatozoide humano normal e os expostos aos herbicidas e verificar a alteração na estrutura molecular nos espermatozoides expostos, evidenciadas pelas alterações nas intensidades relativas das bandas 785, 1095, 1255, 1336, 1374, 1486 e 1575 cm-1 do tratado com 2,4-D, e uma diminuição na banda de 1095 após a exposição à atrazina. Estes resultados indicam a alteração das bases nitrogenadas e do grupo fosfato que compõem o DNA presente no núcleo do espermatozoide.

La presenza di pesticidi nelle acque di falda è emersa come un importante problema ambientale negli ultimi decenni. In base a “Rapporto nazionale pesticidi nelle acque - Dati 2015-2016” (ISPRA, 2018), in Italia, gli erbicidi triazinici e i loro metaboliti sono tra le sostanze identificate con più frequenza nelle acque, sebbene l’atrazina sia stata bandita nel 1992 e l’utilizzo di terbutilazina sia sottoposto a severe restrizioni. Lo scopo di questo progetto è valutare e quantificare la presenza di atrazina, terbutilazina e dei loro metaboliti nelle acque di falda in aree maidicole italiane. I risultati dimostrano come le molecole oggetto di studio siano state frequentemente individuate nei campioni di acqua di falda, anche se a concentrazioni inferiori al limite stabilito dalla Commissione Europea. Considerando che l’utilizzo di questi erbicidi è proibito o fortemente regolamentato, è interessante valutare il loro comportamento in una scala temporale pluriennale al fine di mettere in evidenza la contaminazione delle acque di falda dovute all’uso diffuso e alla persistenza ambientale di tali molecole. / The presence of pesticides in groundwater has emerged as an important environmental issue in the last decades. According to “Rapporto nazionale pesticidi nelle acque - Dati 2015-2016” (ISPRA, 2018), in Italy triazine herbicides and their metabolites are among the substances most frequently detected in water. While terbuthylazine is still used under restriction, atrazine was banned in 1992. The aim of research project is to investigate the presence of atrazine, terbuthylazine and their metabolites in groundwater in Italian maize-growing areas in order to supply data and information on the groundwater quality. The results show that atrazine, terbuthylazine and their metabolites were often detected in groundwater, even if their concentrations were below the limit established by European Commission. Considering these molecules are banned or heavily regulated, it is interesting to evaluate their behavior on a multiannual time scale in order to highlight the groundwater contamination due to the widespread use and to the environmental persistence of these substances.

A atrazina (ATZ) é um herbicida utilizado em larga escala no Brasil de forma intensiva em culturas de cana-de-açúcar, milho e sorgo. A ATZ possui caráter persistente e recalcitrante, de forma que os tratamentos convencionais de efluentes não são capazes de removê-lo. Nesse contexto, os processos oxidativos avançados, como a fotocatálise heterogênea, têm se mostrado eficientes para remoção deste poluente. Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho dos fotocatalisadores TiO2 P25 e C-TiO2 Kronos vlp 7000 modificado com carbono para a degradação do pesticida atrazina em solução aquosa, utilizando um reator fotoquímico com coletor parabólico composto irradiado por um simulador solar. Os catalisadores TiO2 P25 e C-TiO2 Kronos foram caracterizados por meio de difração de raios-X, espectroscopia de infravermelho, área superficial específica BET e análise de reflectância difusa. As concentrações de TiO2 P25 e C-TiO2 Kronos empregadas foram 500 e 100 mg L&-1, respectivamente. Os resultados obtidos mostraram significativa remoção de ATZ ao final de 120 minutos (100; 98; 98; 93; 86% para concentrações iniciais de ATZ de 1; 5; 10; 20 e 30 mg L-1, respectivamente) com emprego do catalisador TiO2 P25. No entanto, as análises de carbono orgânico total (COT) indicaram que não houve mineralização significativa da ATZ, com valores inferiores a 20% com o uso do TiO2 P25. Para o catalisador C-TiO2 Kronos não se obteve remoção importante da ATZ ao final de 120 minutos de experimento, quando comparado com o TiO2 P25. Neste caso, o catalisador C-TiO2 Kronos permitiu obter remoções do pesticida de 37; 35; 38; 39 e 45%, aproximadamente, para as concentrações iniciais de ATZ de 1; 5; 10; 20 e 30 mg L-1, respectivamente. Apesar disso, o catalisador C-TiO2 Kronos apresentou melhor desempenho em mineralizar a ATZ a CO2 e H2O em relação ao proporcionado pelo TiO2 P25, com aproximadamente 38% de mineralização. O modelo de Langmuir-Hinshelwood (LH) constitui uma aproximação adequada para a cinética de degradação da atrazina para ambos os catalisadores estudados, com valores de Kr e Kads iguais a 1,54 mg L-1 min-1 e 15,47 L mg-1, respectivamente, para o catalisador TiO2 P25 e de 1,34 mg L-1 min-1 e 132,95 L mg-1, respectivamente para o catalisador C-TiO2 Kronos vlp 7000. / Atrazine (ATZ) is a widely used herbicide in Brazil, where it is intensively applied in sugarcane, corn and sorghum cultivations. However, conventional wastewater treatments are not able to remove ATZ due to its persistent and recalcitrant properties. Advanced oxidation processes, such as heterogeneous photocatalysis, have been proved effective for the removal of this pollutant. This study aims to evaluate the performance of TiO2 P25 and carbon-modified TiO2 Kronos vlp 7000 photocatalysts in the degradation of ATZ in aqueous systems using a tubular photochemical reactor equipped with a compound parabolic collector (CPC) irradiated by simulated solar light. Catalysts TiO2 P25 and C-TiO2 Kronos were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, BET analysis and diffuse reflectance analysis. The concentrations of TiO2 P25 and C-TiO2 Kronos were 500 and 100 mg L-1, respectively. For TiO2 P25, the results showed significant ATZ removals after 120 minutes of irradiation (100; 98; 98; 93; 86% for initial ATZ concentrations of 1; 5; 10; 20, and 30 mg L-1, respectively). In contrast, the total organic carbon (TOC) analyses indicated that no significant ATZ mineralization occurred, with values lower than 20% for TiO2 P25. In comparison with TiO2 P25, C-TiO2 was not able to completely remove ATZ at the end of 120 minutes of irradition. In this case, pesticide removals of about 37; 35; 38; 39 and 45% were obtained for initial ATZ concentrations of 1; 5; 10; 20, and 30 mg L-1, respectively. Nevertheless, C-TiO2 Kronos showed better performance for ATZ mineralization to CO2 and H2O in comparison with TiO2 P25, with approximately 38% total carbon organic removal. The Langmuir-Hinshelwood (LH) model was shown to be an appropriate approximation for the degradation kinetics of atrazine for both catalysts, with values of Kr and Kads equal to 1.54 mg L-1 min-1 and 15.47 mg L-1, respectively, for the P25 TiO2 and 1.34 mg L-1 min-1 and 132.95 mg L-1, respectively, for C-TiO2 Kronos vlp 7000.

Orientador: Sérgio Luís de Carvalho / Banca: Edson Pereira Tangerino / Banca: Domingos Sávio Barbosa / Resumo: O aumento da contaminação de corpos hídricos por pesticidas juntamente com o melhor conhecimento das propriedades nocivas desses poluentes, têm aumentado o interesse na remoção destes compostos durante o tratamento de água potável. Sendo os pesticidas constituídos por moléculas biologicamente ativas e de difícil remoção durante o processo convencional de tratamento de água, o uso de filtros lentos de areia seguidos por filtros de carvão ativado biologicamente pode representar um sistema eficiente no tratamento de água. Considerando estes aspectos, o presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência da filtração lenta e da filtração utilizando carvão ativado biológico (CAB) na remoção do herbicida atrazina em escala de bancada e a composição fenotípica e genotípica dos microrganismos associados na degradação do herbicida. A remoção de atrazina atingiu uma remoção próxima de 100% nos efluentes dos filtros de areia e carvão. Foi verificada a presença de microrganismos (Bacillus e Salirhabdus) em ambos conjunto de filtros, podendo estes estarem ligados à degradação do herbicida da água. Os resultados deste estudo demonstraram eficiência na remoção de atrazina em níveis resguardados pela legislação sanitária, possibilitando o uso deste sistema na remoção do herbicida avaliado, assegurando a distribuição e consumo humano desta água. Além de avaliar a viabilidade do uso de filtros biológicos de carvão antecedidos por filtros lentos de areia na remoção de pesticidas, o presente trabalho poderá contribuir para realização de novas pesquisas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increased contamination of watercourses by pesticides along with better knowledge of the harmful properties of these pollutants have increased interest in the removal of these compounds during treatment of drinking water. Since pesticides consisting of biologically active molecules and hard to remove during conventional water treatment, use of slow sand filters followed by biologically activated carbon filters may represent an efficient system for water treatment. Considering these aspects, this study aimed to evaluate the efficiency of slow sand filtration and biological filtration using activated carbon (BAC) in the removal of the herbicide atrazine in bench scale and phenotypic and genotypic composition of the microorganisms involved in degradation of the herbicide. The removal of atrazine reached a level close to 100% in effluent from sand and carbon filters compounds. We observed the presence of microorganisms (Bacillus and Salirhabdus) in both set of filters and they can be linked to degradation of the herbicide from water. The results showed removal efficiency of atrazine at levels controlled by the health legislation, enabling the use of this system in the removal of the herbicide evaluated, ensuring the distribution and consumption of water. Besides evaluating the feasibility of using biological filters charcoal preceded by slow sand filters for removal of pesticides, this study may contribute to new research on the technologies used in the treatment of drinking water contaminated by recalcitrant compounds. / Mestre

A atrazina (ATZ) é um herbicida utilizado em larga escala no Brasil de forma intensiva em culturas de cana-de-açúcar, milho e sorgo. A ATZ possui caráter persistente e recalcitrante, de forma que os tratamentos convencionais de efluentes não são capazes de removê-lo. Nesse contexto, os processos oxidativos avançados, como a fotocatálise heterogênea, têm se mostrado eficientes para remoção deste poluente. Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho dos fotocatalisadores TiO2 P25 e C-TiO2 Kronos vlp 7000 modificado com carbono para a degradação do pesticida atrazina em solução aquosa, utilizando um reator fotoquímico com coletor parabólico composto irradiado por um simulador solar. Os catalisadores TiO2 P25 e C-TiO2 Kronos foram caracterizados por meio de difração de raios-X, espectroscopia de infravermelho, área superficial específica BET e análise de reflectância difusa. As concentrações de TiO2 P25 e C-TiO2 Kronos empregadas foram 500 e 100 mg L&-1, respectivamente. Os resultados obtidos mostraram significativa remoção de ATZ ao final de 120 minutos (100; 98; 98; 93; 86% para concentrações iniciais de ATZ de 1; 5; 10; 20 e 30 mg L-1, respectivamente) com emprego do catalisador TiO2 P25. No entanto, as análises de carbono orgânico total (COT) indicaram que não houve mineralização significativa da ATZ, com valores inferiores a 20% com o uso do TiO2 P25. Para o catalisador C-TiO2 Kronos não se obteve remoção importante da ATZ ao final de 120 minutos de experimento, quando comparado com o TiO2 P25. Neste caso, o catalisador C-TiO2 Kronos permitiu obter remoções do pesticida de 37; 35; 38; 39 e 45%, aproximadamente, para as concentrações iniciais de ATZ de 1; 5; 10; 20 e 30 mg L-1, respectivamente. Apesar disso, o catalisador C-TiO2 Kronos apresentou melhor desempenho em mineralizar a ATZ a CO2 e H2O em relação ao proporcionado pelo TiO2 P25, com aproximadamente 38% de mineralização. O modelo de Langmuir-Hinshelwood (LH) constitui uma aproximação adequada para a cinética de degradação da atrazina para ambos os catalisadores estudados, com valores de Kr e Kads iguais a 1,54 mg L-1 min-1 e 15,47 L mg-1, respectivamente, para o catalisador TiO2 P25 e de 1,34 mg L-1 min-1 e 132,95 L mg-1, respectivamente para o catalisador C-TiO2 Kronos vlp 7000. / Atrazine (ATZ) is a widely used herbicide in Brazil, where it is intensively applied in sugarcane, corn and sorghum cultivations. However, conventional wastewater treatments are not able to remove ATZ due to its persistent and recalcitrant properties. Advanced oxidation processes, such as heterogeneous photocatalysis, have been proved effective for the removal of this pollutant. This study aims to evaluate the performance of TiO2 P25 and carbon-modified TiO2 Kronos vlp 7000 photocatalysts in the degradation of ATZ in aqueous systems using a tubular photochemical reactor equipped with a compound parabolic collector (CPC) irradiated by simulated solar light. Catalysts TiO2 P25 and C-TiO2 Kronos were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, BET analysis and diffuse reflectance analysis. The concentrations of TiO2 P25 and C-TiO2 Kronos were 500 and 100 mg L-1, respectively. For TiO2 P25, the results showed significant ATZ removals after 120 minutes of irradiation (100; 98; 98; 93; 86% for initial ATZ concentrations of 1; 5; 10; 20, and 30 mg L-1, respectively). In contrast, the total organic carbon (TOC) analyses indicated that no significant ATZ mineralization occurred, with values lower than 20% for TiO2 P25. In comparison with TiO2 P25, C-TiO2 was not able to completely remove ATZ at the end of 120 minutes of irradition. In this case, pesticide removals of about 37; 35; 38; 39 and 45% were obtained for initial ATZ concentrations of 1; 5; 10; 20, and 30 mg L-1, respectively. Nevertheless, C-TiO2 Kronos showed better performance for ATZ mineralization to CO2 and H2O in comparison with TiO2 P25, with approximately 38% total carbon organic removal. The Langmuir-Hinshelwood (LH) model was shown to be an appropriate approximation for the degradation kinetics of atrazine for both catalysts, with values of Kr and Kads equal to 1.54 mg L-1 min-1 and 15.47 mg L-1, respectively, for the P25 TiO2 and 1.34 mg L-1 min-1 and 132.95 mg L-1, respectively, for C-TiO2 Kronos vlp 7000.

É grande a preocupação quanto à presença de poluentes persistentes (POP) no ambiente aquático, devido ao potencial destes micropoluentes em afetar organismos aquáticos e a saúde humana. Dentre os POP estão os herbicidas atrazina (ATZ) e amicarbazona (AMZ), empregados no controle de ervas daninhas no cultivo de cana-de-açúcar, responsável por grande parte do consumo de herbicidas no país. O conhecimento do destino desses compostos no meio ambiente é essencial para avaliar seus potenciais impactos, embora não haja na literatura estudos detalhados relacionados a esse tema. No presente trabalho, através da combinação de resultados de experimentos realizados em simulador solar empregando matéria orgânica natural isolada, dados da literatura e simulações matemáticas, foi investigado o destino ambiental fotoquímico da AMZ, considerando as características de corpos d\'águas brasileiros. Analogamente e para fins de comparação, simulou-se o destino ambiental fotoquímico da ATZ com base em informações da literatura. Os resultados das simulações indicaram que a matéria orgânica dissolvida e a profundidade da coluna d\'água são as variáveis que mais influenciam na persistência dos dois herbicidas. O tempo de meiavida pode chegar a aproximadamente 2 meses e 1 ano, para AMZ e ATZ, respectivamente. Assim como é importante o entendimento do destino ambiental dos POP, também é essencial a investigação de processos avançados de oxidação desses poluentes, muitos dos quais são fotoirradiados. Procurando contribuir nesse sentido, neste trabalho estudou-se a fotólise da ATZ sob radiação UV em 254 nm, considerando os efeitos da taxa específica de emissão de fótons e da concentração inicial do herbicida. Procurou-se investigar detalhadamente o papel de espécies reativas de oxigênio (ROS) neste processo, resultados até então não discutidos na literatura. Além disso, os resultados obtidos para ATZ foram comparados aos disponíveis na literatura para AMZ. A degradação dos dois herbicidas diminui com o aumento da concentração inicial dos herbicidas, seguindo decaimento de pseudo primeira-ordem e aumentando com a taxa de emissão de fótons. Os resultados sugerem a formação de produtos persistentes e as ROS foram apontadas como atores importantes durante a degradação fotolítica dos herbicidas. / The presence of Persistent Organic Pollutants (POP) in aquatic environment is a subject of great concern, especially due to their capacity to affect not only aquatic organisms but also the human health. Herbicides as atrazine (ATZ) and amicarbazone (AMZ) are also classified as POP and are widely applied to control weeds on sugarcane cultivations, which are responsible for the increased consumption of herbicides in Brazil. The knowledge regarding the fate of these compounds once released into the environment represents an important issue and is also a type of information usually lacking in the available literature. Through the use of results obtained in experiments performed with a solar simulator, literature data, and mathematical simulations, the photochemical destination of AMZ in the environment was studied considering the characteristics of Brazilian surface water bodies. For purposes of comparison, the environmental destination of ATZ was also simulated. The results indicate that the dissolved organic matter and the depth of the water column are the most influential variables in the environmental persistence of these pesticides. Their half-life may extend up to 2 months to a year, for AMZ and ATZ, respectively. Besides the environmental fate, this investigation also aims to shine a light on the degradation of these contaminants in irradiated advanced oxidation processes. Accordingly, ATZ photolysis through the use of UV radiation (254 nm) was studied, whilst taking into consideration both the herbicide initial concentration and the specific photon emission rate. Another important contribution of this study is the investigation of the role of reactive oxygen species (ROS) in photolytic processes, a subject not usually discussed in the literature. In addition, a crossed-reference analysis between the results obtained for ATZ and those available in the literature for AMZ is presented. The degradation of both herbicides diminishes with the increase in their initial concentration and follows a pseudo first-order decay, increasing with the photon emission rate. Moreover, the results indicate that the formation of persistent degradation products does occur and that ROS play a crucial role in photolytic herbicide degradation.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-10T11:41:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2351904 bytes, checksum: a76934727638fe44e87cc3e24246edff (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-10T11:41:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2351904 bytes, checksum: a76934727638fe44e87cc3e24246edff (MD5) Previous issue date: 2003-08-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Com o objetivo de avaliar as interações entre o inseticida fosforado chlorpirifos e o herbicida nicosulfuron sobre o milho, as plantas daninhas e a Spodoptera frugiperda, realizou-se este trabalho em condições de casa de vegetação e de campo. Nos ensaios 1 e 2, em casa de vegetação, avaliou-se os efeitos das aplicações seqüenciais entre os herbicidas nicosulfuron+atrazine e o inseticida chlorpirifos sobre o milho e as plantas daninhas, respectivamente. No ensaio 3, realizado em casa de vegetação, avaliou-se o efeito da mistura no tanque entre nicosulfuron+atrazine e chlorpirifos aplicada em diferentes estádios de desenvolvimento do milho (duas, quatro e seis folhas). Nos ensaios em casa de vegetação cultivou-se o híbrido P30F80 e nos experimentos de campo o híbrido P30F80 para produção de grão e o milho-pipoca (FT-2). Os resultados obtidos em casa de vegetação permitiram concluir ser necessário intervalo superior a cinco dias entre a aplicação do chlorpirifos e da mistura nicosulfuron+atrazine para evitar toxidez do nicosulfuron ao milho. Conclui-se também que a mistura do chlorpirifos aos herbicidas não interferiu no controle de plantas daninhas. Em todos os estádios de aplicação a mistura de nicosulfuron+atrazine com chlorpirifos reduziu a altura e a biomassa seca das plantas de milho. Aplicação apenas do nicosulfuron+atrazine, no estádio de duas folhas, também reduziu a altura e a biomassa seca das plantas de milho. Todavia, esta mistura tornou-se seletiva para a cultura do milho quando foi aplicada nos estádios de quatro a seis folhas. Em condições de campo, a mistura do chlorpirifos com doses mais elevadas de nicosulfuron (20, 30 e 40 g ha-1) reduziu a produção de grãos e o número de espigas do híbrido P30F80, porém, não afetou essas características no milho-pipoca. A presença do chlorpirifos em aplicação isolada ou em mistura com os herbicidas não interferiu na capacidade de expansão do milho-pipoca, no estande final, no peso de 100 grãos e no controle de plantas daninhas para o milho grão e pipoca. Não ocorreu interação entre doses de nicosulfuron e doses de chlorpirifos no controle de Spodoptera frugiperda. Concluiu-se que a mistura no tanque do chlorpirifos com os herbicidas nicosulfuron+atrazine não interferiu na eficiência de controle de plantas daninhas e de Spodoptera frugiperda, porém torna essa mistura não-seletiva para o milho. / This work was carried out to evaluate the interaction between the insecticide chlorpirifos and the herbicide nicosulfuron on corn, weeds and Spodoptera frugiperda, under greenhouse and field conditions. In assays 1 and 2, carried out under greenhouse conditions, the effects of sequential applications of the herbicides nicosulfuron+atrazine and the insecticide chlorpirifos were evaluated on corn and weeds, respectively. In assay 3, carried out under greenhouse conditions, the effects of tank mixture of nicosulfuron+atrazine and chlorpirifos applied in different stadiums of corn development (two, four and six leaves) were evaluated. The hybrid P30F80 was cultivated in the greenhouse assays and the hybrid P30F80 for grain and pop corn production (FT-2) in the field assays. The greenhouse results showed that an interval over five days between application of the insecticide chlorpirifos and the mixture nicosulfuron+atrazine was necessary to avoid injury symptoms of nicosulfuron in corn. It was also concluded that the mixture of chlorpirifos with herbicides did not interfere in weed control. In all the stadium applications, the mixture nicosulfuron+atrazine with chlorpirifos reduced the height and dry biomass of corn plants. Application of only nicosulfuron+atrazine in the two - leaf stadium also reduced the height and dry biomass of corn plants. However, this mixture became selective for corn when applied at the four leaf -and six leaf-stadiums. The mixture of chlorpirifos applied with higher doses of nicosulfuron (20, 30 and 40 g ha-1), under field condictions, reduced grain yield and the number of corn-cobs for the hybrid P30F80; however, it did not affect this trait in pop corn. The presence of the insecticide in isolated application or mixed with nicosulfuron did not interfere in the expansion capacity of pop corn, final stand, weight of 100 grains and weed control for grain and pop corn. There was no interaction between nicosulfuron and chlorpirifos doses in Spodoptera frugiperda control. It was concluded that the tank mixture of chlorpirifos with the herbicide nicosulfuron+atrazine did not interfere in the efficiency of weed and Spodoptera frugiperda control, but it was not selective for corn. / Não foi localizado o cpf do autor.

É grande a preocupação quanto à presença de poluentes persistentes (POP) no ambiente aquático, devido ao potencial destes micropoluentes em afetar organismos aquáticos e a saúde humana. Dentre os POP estão os herbicidas atrazina (ATZ) e amicarbazona (AMZ), empregados no controle de ervas daninhas no cultivo de cana-de-açúcar, responsável por grande parte do consumo de herbicidas no país. O conhecimento do destino desses compostos no meio ambiente é essencial para avaliar seus potenciais impactos, embora não haja na literatura estudos detalhados relacionados a esse tema. No presente trabalho, através da combinação de resultados de experimentos realizados em simulador solar empregando matéria orgânica natural isolada, dados da literatura e simulações matemáticas, foi investigado o destino ambiental fotoquímico da AMZ, considerando as características de corpos d\'águas brasileiros. Analogamente e para fins de comparação, simulou-se o destino ambiental fotoquímico da ATZ com base em informações da literatura. Os resultados das simulações indicaram que a matéria orgânica dissolvida e a profundidade da coluna d\'água são as variáveis que mais influenciam na persistência dos dois herbicidas. O tempo de meiavida pode chegar a aproximadamente 2 meses e 1 ano, para AMZ e ATZ, respectivamente. Assim como é importante o entendimento do destino ambiental dos POP, também é essencial a investigação de processos avançados de oxidação desses poluentes, muitos dos quais são fotoirradiados. Procurando contribuir nesse sentido, neste trabalho estudou-se a fotólise da ATZ sob radiação UV em 254 nm, considerando os efeitos da taxa específica de emissão de fótons e da concentração inicial do herbicida. Procurou-se investigar detalhadamente o papel de espécies reativas de oxigênio (ROS) neste processo, resultados até então não discutidos na literatura. Além disso, os resultados obtidos para ATZ foram comparados aos disponíveis na literatura para AMZ. A degradação dos dois herbicidas diminui com o aumento da concentração inicial dos herbicidas, seguindo decaimento de pseudo primeira-ordem e aumentando com a taxa de emissão de fótons. Os resultados sugerem a formação de produtos persistentes e as ROS foram apontadas como atores importantes durante a degradação fotolítica dos herbicidas. / The presence of Persistent Organic Pollutants (POP) in aquatic environment is a subject of great concern, especially due to their capacity to affect not only aquatic organisms but also the human health. Herbicides as atrazine (ATZ) and amicarbazone (AMZ) are also classified as POP and are widely applied to control weeds on sugarcane cultivations, which are responsible for the increased consumption of herbicides in Brazil. The knowledge regarding the fate of these compounds once released into the environment represents an important issue and is also a type of information usually lacking in the available literature. Through the use of results obtained in experiments performed with a solar simulator, literature data, and mathematical simulations, the photochemical destination of AMZ in the environment was studied considering the characteristics of Brazilian surface water bodies. For purposes of comparison, the environmental destination of ATZ was also simulated. The results indicate that the dissolved organic matter and the depth of the water column are the most influential variables in the environmental persistence of these pesticides. Their half-life may extend up to 2 months to a year, for AMZ and ATZ, respectively. Besides the environmental fate, this investigation also aims to shine a light on the degradation of these contaminants in irradiated advanced oxidation processes. Accordingly, ATZ photolysis through the use of UV radiation (254 nm) was studied, whilst taking into consideration both the herbicide initial concentration and the specific photon emission rate. Another important contribution of this study is the investigation of the role of reactive oxygen species (ROS) in photolytic processes, a subject not usually discussed in the literature. In addition, a crossed-reference analysis between the results obtained for ATZ and those available in the literature for AMZ is presented. The degradation of both herbicides diminishes with the increase in their initial concentration and follows a pseudo first-order decay, increasing with the photon emission rate. Moreover, the results indicate that the formation of persistent degradation products does occur and that ROS play a crucial role in photolytic herbicide degradation.