Estudo das potencialidades e aplicações do eletrodo de diamante nas determinações eletroanalíticas de pesticidas e compostos correlatos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: Pedrosa, Valber de Albuquerque
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-21072025-153421/
Resumo: Para avaliar as potencialidades e aplicações do eletrodo de diamante dopado com boro (BDD), este sistema foi utilizado para determinações analíticas de pesticidas e moléculas correlatas e feita uma comparação cromatográfica dos resultados obtidos. Também foram estudados exemplos de eletrolise destrutiva, bem como o efeito de ácidos húmicos na resposta destes contaminantes quando presentes em solos. Na parte inicial do trabalho relata a detenninação de 4-Clorofenol (4-CF) em águas puras e naturais por oxidação sobre o eletrodo de BDD e usando a voltametria de onda quadrada (SWV) após otimização das condições experimentais. Os valores de limite de detecção (LO) e quantificação (LQ) foram de 6,4 e 21,1 µg L-1 em água pura, respectivamente, os quais aumentaram progressivamente para 21,5 e 70,9 µg L-1 quando águas naturais coletadas em córregos da cidade em três diferentes pontos, estas foram utilizadas para a preparação do eletrólito suporte. O efeito de interferentes foi testado adicionando nas amostras outros clorofénois ou íons metálicos como Mn+2 e Pb+2 que podem sofrer oxidação na mesma região de potencial do 4-CF. Utilizando um processo de deconvolução de picos foi possível analisar a mistura do 4-CF na presença de outros clorofénois a seqüência, foi estudada a detenni nação analítica do 4-nitrofenol (4-NF) por oxidação da espécie sobre o eletrodo de DDB, assim como por redução sobre o mesmo eletrodo e sobre a superficie de mercúrio bem como a sobre a superficie de mercúrio (Hg). A metodologia empregada foi análoga a anterionnente descrita e os resultados indicaram que o eletrodo de mercúrio rendeu mel hores resultados em água pura, mas o efeito de impurezas é menor sobre a superficie de DDB. Deste modo, o LD para redução sobre Hg (1,7 µg L-1) aumenta para 19,8 µg L-1 para as amostras de águas mais contami nadas, enquanto que a oxidação sobre o eletrodo de DDB mudou de 4,2 µg L-1 para 15,9 µg L-1 nas mesmas condições. Estes resultados indicam claramente as vantagens do uso do eletrodo de DDB para analises de amostras ambientais contendo pesticidas e/ou importantes subprodutos como 4-NF. Finalmente, um precursor do 4-NF que é um pesticida organofosforado largamente utilizado o Paration metílico (PM) foi estudado em condições similares aos casos anteriores. Os valores de LD e LQ medidos em água pura foram de 2,4 µg L-1 e 7,9 µg L-1 respectivamente, e aumenta progressivamente para 6,7 µg L-1 e 23,1 µg L-1 nas amostras de águas mais contaminadas. Estudos realizados na presença de ácidos húmicos permitiram estabelecer as isortemas de adsorção de Freundlich para o PM. A combustão eletroquímica de PM sobre o eletrodo de DBB por eletrólise a potencial controlado de 3,0 V vs Ag/AgCl observando-se o decaimento da concentração por SWV e medidas cromatográficas e seguido de análises de Carbono Orgânico Total. Foi mostrado que mesmo sem otimização da cela e do desenho do eletrodo, 70% do material orgânico foi convertido em CO2 + H2O demonstrando que o eletrodo de DDB é viável para tratamento de águas residuárias quando na presença de PM.
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Os valores de limite de detecção (LO) e quantificação (LQ) foram de 6,4 e 21,1 µg L-1 em água pura, respectivamente, os quais aumentaram progressivamente para 21,5 e 70,9 µg L-1 quando águas naturais coletadas em córregos da cidade em três diferentes pontos, estas foram utilizadas para a preparação do eletrólito suporte. O efeito de interferentes foi testado adicionando nas amostras outros clorofénois ou íons metálicos como Mn+2 e Pb+2 que podem sofrer oxidação na mesma região de potencial do 4-CF. Utilizando um processo de deconvolução de picos foi possível analisar a mistura do 4-CF na presença de outros clorofénois a seqüência, foi estudada a detenni nação analítica do 4-nitrofenol (4-NF) por oxidação da espécie sobre o eletrodo de DDB, assim como por redução sobre o mesmo eletrodo e sobre a superficie de mercúrio bem como a sobre a superficie de mercúrio (Hg). A metodologia empregada foi análoga a anterionnente descrita e os resultados indicaram que o eletrodo de mercúrio rendeu mel hores resultados em água pura, mas o efeito de impurezas é menor sobre a superficie de DDB. Deste modo, o LD para redução sobre Hg (1,7 µg L-1) aumenta para 19,8 µg L-1 para as amostras de águas mais contami nadas, enquanto que a oxidação sobre o eletrodo de DDB mudou de 4,2 µg L-1 para 15,9 µg L-1 nas mesmas condições. Estes resultados indicam claramente as vantagens do uso do eletrodo de DDB para analises de amostras ambientais contendo pesticidas e/ou importantes subprodutos como 4-NF. Finalmente, um precursor do 4-NF que é um pesticida organofosforado largamente utilizado o Paration metílico (PM) foi estudado em condições similares aos casos anteriores. Os valores de LD e LQ medidos em água pura foram de 2,4 µg L-1 e 7,9 µg L-1 respectivamente, e aumenta progressivamente para 6,7 µg L-1 e 23,1 µg L-1 nas amostras de águas mais contaminadas. Estudos realizados na presença de ácidos húmicos permitiram estabelecer as isortemas de adsorção de Freundlich para o PM. A combustão eletroquímica de PM sobre o eletrodo de DBB por eletrólise a potencial controlado de 3,0 V vs Ag/AgCl observando-se o decaimento da concentração por SWV e medidas cromatográficas e seguido de análises de Carbono Orgânico Total. Foi mostrado que mesmo sem otimização da cela e do desenho do eletrodo, 70% do material orgânico foi convertido em CO2 + H2O demonstrando que o eletrodo de DDB é viável para tratamento de águas residuárias quando na presença de PM.ln order to evaluate the potentialities and applications of boron doped diamond (BDD) electrodes, the use of this system in several analytical determinations of pesticides and related molecules is described in this work together with the appropriate chromatographic comparisons. Also described here are examples of destructive electrolysis as well as the effect of humic acids in the response of those contaminants when present in soils. The initial part of the work reports the determination of 4-CWorophenol (4-CP) in pure and natural waters by oxidation on the BDD electrode and using square wave voltammetry (SWV) after optimization of the experimental condit ions. The measured detection and quantification limits (DL and QL) were 6.4 and 21.1 µg L-1, respectively , for the Milli-Q water solutions and changed progressively up to 21.5 and 70.9 µg L-1 when waters from 3 different points of a local creek were used to prepare the supporting electrolyte. The effect of interferences was tested by adding to the samples either similar chlorophenols or metallic ions such as Mn2+ and Pb2+ that can be oxidized in the same potential region of 4-CP. By means of a deconvolution procedure it was possible to analyze the SWV responses of the mixtures and determine 4-CP in the presence of other chlorophenols. ln the sequence, the analytical determination of 4-Nitrophenol (4-NP) was studied by oxidation on BDD and by reduction on the same electrode as well as on a mercury surface. The methodology employed was analogous to the one previously described and the results indicated that although reduction on Hg renders better results in pure water solutions, the effect of impurities is less intense for the BDD system. Thus, the DL value for reduction on Hg (1.7 µg L-1) increased to 19.8 µg L-1 for the more contami nated water sample while, in contrast, oxidation on BDD only changes from 4.2 µg L-1 to 15.9 µg L-1 under the sarne conditions. These results clearly indicate the advantages of BDD electrodes for the analysis of environmental samples containing either pesticides or important by-products such as 4-NP. Finally, one of the precursors of 4-NP and widely used organo-phosphorous insecticide, namely, Methyl Paration (MP) was studied under similar experimental conditions that in the former cases. The measured DL and QL values in pure water solutions were 2.4 µg L-1 and 7.9 µg L-1 respectively, and increased progressively to 6.7 µg L-1 and 23.1 µg L-1 for the more contaminated water samples. Studies carried out in the presence of added humic acid allowed the establishment of a Freundlich adsorption isotherm for MP. The electrochemical combustion of MP on a BDD surface was analyzed by controlled potential electrolysis at 3.0 V vs Ag/AgCI with SWV and chromatographic measurements of the concentration decay and followed by Total Organic Carbon analyses. It was shown that even without optimization of the cell and electrode design, 70% of the original material was converted to CO2 + H2O thus demonstrating that BDD electrodes are suitable for wastewater treatment when MP is present.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAvaca, Luis AlbertoPedrosa, Valber de Albuquerque2005-04-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-21072025-153421/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-22T11:10:02Zoai:teses.usp.br:tde-21072025-153421Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-22T11:10:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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