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Previous issue date: 2014-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Agriculture in general has become dependent on pesticides. Among the classes of pesticides, herbicides followed by insecticides and fungicides are the most marketed. The Atrazine (ATZ) is a selective herbicide recommended for weed control due to its high potential for leaching has been detected frequently in natural waters.The aim of this study was to evaluate the efficiency of processes: Fenton,solar and artificial photo-Fenton, solar and artificial photolysis and H2O2/UV in the treatment of water contaminated with atrazine and its toxicity using Lactuca sativa L. species. The experiments were conducted in laboratory scale. The reactor consisted of a beaker with borosilicate in batch system. The survey was conducted in three stages. In the first step an experimental design was proposed: central rotational compost design (CRCD) by artificial photo-Fenton process having five levels as a variable concentration of ATZ (5,86; 10; 20; 30 and 34,14 mgL-1) and five levels of Fe2+(15,14; 40; 100; 160; 184,85mgL-1). The operating parameters of the reactors were based on statistically significant response reduction of dissolved organic carbon (DOC). Subsequently the best conditions were reproduced assessing the mineralization of atrazine in Fenton, artificial photo-Fenton, artificial photolysis and H2O2 /UV processes. In the second stage was performed the same planning through the Fenton process using five levels of iron (1,76; 3; 6; 9 e10,24 mgL-1) and five levels of hydrogen peroxide (15,86; 20; 30; 50 and 58,28 mg L-1). The best conditions obtained in the planning were reproduced in the kinetic tests in Fenton process, artificial photo-Fenton, solar photo-Fenton and solar photolysis taking in response to ATZ degradation and mineralization processes. In the third step it was performed the toxicity test of treated ATZ using Lactuca sativa L. seeds in response to the germination and hypocotyl elongation. The results showed that the efficiency of Fenton is improved by the presence of artificial and solar lights and increasing process efficiency. After 120 min of reaction ATZ reduced by 98%, while the FFA and FFS in only 40 min of reaction reduced to 90% under the same conditions. Solar photolysis was the less efficient: in 120 min reaction only reduced the concentration of ATZ by 40%. The process was more efficient in reducing and mineralization of ATZ was the photo-Fenton artificial, but during the degradation process is likely to have formed intermediates, which showed high toxicity in relation to germination, radicle growth and elongation hypocotyls. The greatest inhibition occurred at concentrations of 30% and ATZ treated without dilution (100%). Despite the significant reduction of ATZ, it did not reach the maximum permissible values (VMP) of 2μg L-1 established by OMS (2004) and CONAMA (2011). Advanced oxidation processes seed in this research showed that they are efficient reducing the concentration of ATZ to considerable values and it could be an alternative for the pesticide packaging recycling companies, since it uses clean and renewable energy, and reagents of easy access. However to improve the toxic conditions to the living organisms and the environment, it is suggested a complementary treatment / A agricultura de um modo geral se tornou dependente dos agrotóxicos. Dentre as classes dos agrotóxicos, os herbicidas seguidos de inseticidas e fungicidas são os mais comercializados. A Atrazina (ATZ) é um herbicida seletivo recomendado para o controle de plantas daninhas, devido ao seu alto potencial de lixiviação tem sido detectada com frequência em águas naturais. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência dos processos: Fenton, foto-Fenton artificial e solar, fotólise artificial e solar e H2O2/UV no tratamento da água contaminada com o herbicida ATZ e sua toxicidade utilizando a espécie Lactuca sativa L. Os experimentos foram conduzidos em escala laboratorial. O reator foi constituído por um béquer de borossilicato em sistema de batelada. A pesquisa foi realizada em três etapas. Na primeira etapa foi proposto um planejamento experimental delineamento central composto rotacional (DCCR) 22, pelo processo foto-Fenton artificial, tendo como variáveis cinco níveis da concentração de ATZ (5,86; 10; 20; 30 e 34,14 mgL-1) e cinco níveis de Fe2+ (15,14; 40; 100; 160; 184,85 mgL-1).Os parâmetros operacionais dos reatores foram baseadas nas respostas estatisticamente significativas da redução do carbono orgânico dissolvido (COD). Posteriormente as melhores condições foram reproduzidas avaliando a mineralização da ATZ nos processos Fenton, foto-Fenton artificial fotólise artificial e H2O2/UV. Na segunda etapa foi realizado o mesmo planejamento pelo processo Fenton utilizando cinco níveis de Fe2+ (1,76; 3; 6; 9 e 10,24 mgL-1) e cinco níveis do peróxido de hidrogênio (15,86; 20; 30; 50 e 58,28 mgL-1). As melhores condições obtidas no planejamento foram reproduzidas nos testes cinéticos nos processos Fenton, foto-fenton artificial, foto-Fenton solar e fotólise solar tendo como resposta a degradação e mineralização da ATZ. Na terceira etapa realizou-se o teste de toxicidade da ATZ tratada utilizando sementes da Lactuca sativa L. em resposta a germinação e alongamento do hipocótilo. Os resultados mostraram que a eficiência do Fenton é melhorada pela presença da irradiação artificial e solar aumentando a eficiência do processo. Em 120 min de reação reduziu a ATZ em 98%, enquanto no FFA e FFS em apenas 40 min de reação reduziu a 90%, nas mesmas condições. A fotólise solar foi o menos eficiente: dentro dos120 min de reação reduziu somente em 40% a concentração da ATZ. O processo que se mostrou mais eficiente quanto à redução e mineralização da ATZ foi o foto-Fenton artificial, porém durante o processo de degradação é possível que tenha formado compostos intermediários, os quais apresentaram alta toxicidade em relação à germinação, crescimento da radícula e alongamento do hipocótilo. As maiores inibições ocorreram nas concentrações de 30% da ATZ tratada e sem diluição (100%). Apesar da significativa redução da ATZ, esta não atingiu os valores máximos permissíveis (VMP) de 2g L-1 estabelecido pela OMS (2004) e CONAMA (2011). Os processos oxidativos avançados utilizados nesta pesquisa mostraram que são eficientes reduzindo a concentração da ATZ a valores consideráveis, podendo ser uma alternativa para as empresas recicladoras de embalagens de agrotóxicos, uma vez que se utiliza energia limpa e renovável e reagentes de fácil acesso. No entanto para melhorar as condições tóxicas aos organismos vivos e ao meio ambiente sugere-se um tratamento complementar
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/1470 |
| Date | 29 August 2014 |
| Creators | Lourenço, Edneia Santos de Oliveira |
| Contributors | Klosowski, Élcio Silvério, Cottica, Solange Maria, Stangarlin, José Renato, Palácio, Soraya Moreno, Nacke, Herbert |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Marechal Cândido Rondon, -6392337873870130111, 500, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UNIOESTE, BR, Centro de Ciências Agrárias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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