Avaliação do potencial de produtos de compostagem de dejetos suínos e de biocarvão para a remoção do pesticida atrazina em meio aquoso

Abstract

A atrazina é um dos herbicidas mais usados no Brasil para o controle de plantas daninhas em culturas de milho e cana de açúcar. A aplicação de adsorventes para a remediação ambiental de áreas contaminadas com esse herbicida pode representar uma alternativa para diminuir o impacto ambiental causada pela sua intensa utilização na agricultura. No presente trabalho foi estudado o comportamento adsortivo de atrazina em matrizes provenientes da compostagem de dejetos líquidos suínos e finos de carvão vegetal com o objetivo de avaliar seu uso na remoção desse herbicida em meio aquoso. Os adsorventes foram caracterizados quanto à sua composição elementar, área específica, capacidade de troca catiônica, pH em água e composição química por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 13C no estado sólido. Os ensaios de adsorção foram realizados empregando-se soluções de atrazina em meio de CaCl2 0,01 mol L-1 nas concentrações 0; 5; 10; 30; 50 e 100 mg L-1, obtidas a partir de uma solução estoque de atrazina (100 mg L-1). A quantificação de atrazina nas soluções de equilíbrio dos ensaios de adsorção e dessorção foi realizada por cromatografia gasosa com detector de ionização em chama. Aos dados experimentais foram aplicados modelos matemáticos e os modelos de Langmuir e Freundlich. As três matrizes adsorventes propostas no projeto foram eficientes na remoção da atrazina em meio aquoso sob diferentes mecanismos de adsorção. As três matrizes apresentaram alta histerese indicando que a adsorção de atrazina foi parcialmente reversível. A matriz que não contém biochar apresentou a maior capacidade em diminuir a concentração de atrazina em solução em comparação às matrizes que contém biochar. Nossos resultados indicam que as matrizes obtidas de compostagem de dejetos líquidos de suínos, apesar de apresentarem menor capacidade adsortiva que o carvão ativado, tem potencial de serem empregadas como remediadores de águas contaminadas com atrazina.

Atrazine is one of the most used herbicides in Brazil for the control of weeds in corn and sugarcane crops. The application of adsorbents for environmental remediation of areas contaminated with this herbicide may represent an alternative to reduce the environmental impact caused by its intense use in agriculture. In the present work, the adsorptive behavior of atrazine was studied in matrices derived from composting of pig slurry and fine charcoal with the objective of evaluating its use in the removal of this herbicide in aqueous medium. The adsorbents were characterized in respect to their elemental composition, specific area, cation exchange capacity, pH in water and chemical composition by solid state 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy. Adsorption assays were performed using atrazine solutions in 0.01 mol L-1 CaCl2 medium at concentrations of 0; 5; 10; 30; 50 and 100 mg L-1, prepared from a stock solution of atrazine (100 mg L-1). Quantification of atrazine in equilibrium solutions of adsorption and desorption assays were performed by gas chromatography with flame ionization detector. Experimental data were fitted to linear and exponential equations and to Langmuir and Freundlich models. The three adsorbent matrices proposed in this project were efficient at removing atrazine in aqueous medium under different adsorption mechanisms. For all matrices, a relatively high hysteresis was observed indicating that atrazine adsorption was partially reversible. The matrix without biochar had the greatest ability to decrease the concentration of atrazine in solution compared to matrices containing biochar. Our results indicate that the matrices obtained from the composting of liquid pig slurry, despite having lower adsorptive capacity than activated carbon, have the potential to be used as remediators of water contaminated with atrazine.