Avaliação das condições operacionais do processo de oxidação eletroquímica avançada visando a otimização para a degradação do agroquímico Carbendazim

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Müller, Siliandra
• Orientador(a): Silva, Salatiel Wohlmuth da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Tratamento da água; Agroquímicos; Oxidação eletroquímica; Carbendazim
• Palavras-chave em Inglês: Advanced electrochemical oxidation; Carbendazim; Wastewater treatment; Water treatment
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/287687

O uso e consequente lançamento no ambiente de agroquímicos, acarreta contaminação dos recursos hídricos, mesmo que em baixas concentrações (pg, ng e g L-1 ), afetando adversamente os organismos. O carbendazim (CBZ) é um fungicida sistêmico muito utilizado no Brasil em diversas culturas e já foi detectado na água potável, sendo que hoje sua comercialização está proibida. Por ser de difícil degradação, o CBZ não é removido em estações convencionais de água e esgoto, logo, outros processos de remoção devem ser estudados. Portanto, essa dissertação avaliou a remoção do CBZ por meio do processo de oxidação eletroquímica avançada (OEA), utilizando um ânodo de diamante dopado com boro suportado em nióbio (Nb/DDB). A influência de parâmetros operacionais como a densidade de corrente aplicada (10, 40 e 70 mA cm-2 ), a concentração do eletrólito de suporte sulfato de sódio (2, 4 e 7 g L-1 ) e o pH da solução de trabalho foram avaliados. Os resultados foram discutidos em termos de mecanismo de oxidação, degradação, mineralização, cinética de reação, eficiência de corrente para mineralização e consumo energético. Os ensaios de voltametria cíclica não apresentaram picos de oxidação direta, isso significa que o CBZ será oxidado pelos radicais hidroxila, ânion persulfato e radicais sulfato gerados no ânodo. Já nos ensaios de OEA, o pH inicial não apresentou efeito significativo na degradação do CBZ, o que foi confirmado por um teste one-way ANOVA, resultando em um valor de p > 0,05. O modelo cinético que melhor se ajustou aos resultados de degradação do CBZ foi o de pseudo-primeira ordem, onde há um excesso de oxidante em relação a quantidade de contaminante. À medida que a densidade de corrente foi aumentada, essa diferença tornou-se mais discrepante, podendo ser observada pelas linhas de decaimento do CBZ. Além disso, o aumento da concentração do eletrólito de suporte também elevou os valores das constantes cinéticas. Esse fato está relacionado com o maior tempo de meia vida dos ânions persulfato e radicais sulfato em comparação com os radicais hidroxila. A eficiência de corrente para mineralização foi baixa devido ao sistema estar sendo operado acima da corrente limite, o que ocasiona perda de eficiência em reações parasíticas como a evolução de oxigênio; isso também faz com que o consumo energético se eleve. A melhor condição experimental encontrada foi aplicando uma densidade de corrente de 10 mA cm-2 e utilizando uma concentração de sulfato de sódio de 7 g L-1 . Dessa forma, a escolha dos parâmetros corretos no processo de OEA pode melhorar a degradação e mineralização da CBZ tornando o processo mais eficiente e mais econômico em termos energéticos.