Comportamento físico-químico de inseticida cyantraniliprole em solos com diferentes atributos e remoção por biochar

Abstract

Aplicações de inseticidas sem o conhecimento das interações de suas moléculas com a solução, substâncias húmicas e coloides do solo podem resultar em graves problemas ambientais, como a contaminação do solo e das águas. Isto poderá ter como consequência impactos negativos na saúde humana e animal, além da redução da biodiversidade. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi avaliar o comportamento físico-químico do cyantraniliprole, do grupo das diamidas antranílicas, em solos com diferentes atributos, assim como em biochar. O presente trabalho foi organizado por capítulos, sendo realizada uma revisão do estado da arte da tese sobre o tema no primeiro capítulo. Nesse capítulo são descritos os processos de síntese de inseticidas desde a Segunda Guerra Mundial até o desenvolvimento das diamidas antranílicas. Também são descritos alguns métodos de análise empregados e estratégias ambientais como o uso de biochar para remoção de inseticidas. No segundo capítulo é descrito o desenvolvimento do método analítico para determinação do produto comercial de cyantraniliprole. Foram especificadas as condições cromatográficas utilizadas para análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência com detector UV-vis, no comprimento de onda de 270 nm. O método apresentou boa sensibilidade e repetibilidade em uma faixa de trabalho de 0,39 a 10 mg L -1 , com LoQ igual a 0,39 mg L -1 e uma resolução analítica igual a 0,141 mg L -1 . No terceiro capítulo foi avaliado o comportamento dinâmico (sorção e dessorção) do inseticida cyantraniliprole em solos com diferentes atributos. A porcentagem de sorção foi inferir a 20% nos três solos estudos caracterizando alto potencial de lixiviação do inseticida com probabilidade de contaminação de água subterrâneas. Finalmente, no quarto capítulo foi avaliada a capacidade de adsorção de hidrochar (biochar sintetizado por via hidrotermal) ativado em meio ácido para remoção do cyantraniliprole em solução aquosa, obtendo-se uma remoção acima de 70% do analito no pH ótimo, igual a 8,0. Foi avaliado também o efeito de etapas de lavagem do material após síntese, que afetam fortemente os resultados de adsorção. Palavras-chave: Cyantraniliprole. HPLC. Impacto ambiental. Hidrochar. Adsorção.

Applications of insecticides without knowledge of the interactions of their molecules with the solution, humic substances, and colloids in the soil can result in serious environmental problems, such as soil and water contamination. This could result in negative impacts on human and animal health, as well as a reduction in biodiversity. Therefore, the objective of this work was to evaluate the physicochemical behavior of cyantraniliprole, from the group of anthranilic diamides, in soils with different attributes, as well as in biochar. The present work was organized by chapters, with a review of the state of the art of the thesis on the subject in first chapter. This chapter describes the synthesis processes of insecticides from World War II to the development of anthranilic diamides. Some analysis methods used and environmental strategies are also described, such as the use of biochar to eliminate insecticides. The second chapter describes the development of the analytical method for the determination of the commercial product of cyantraniliprole. The chromatographic conditions used for the analysis by high-performance liquid chromatography with UV-vis detector, at a wavelength of 270 nm, were specified. The method showed good sensitivity and repeatability in a working range of 0.39 to 10 mg L -1 , with LoQ equal to 0.39 mg L-1 and an analytical resolution equal to 0.141 mg L-1. In the third chapter, the dynamic behavior (sorption and desorption) of the insecticide cyantraniliprole in soils with different attributes was evaluated. The sorption percentage was inferred to 20% in the three studies of soils that have a high potential for leaching the insecticide with a probability of contamination of groundwater. Finally, in the fourth chapter, the adsorption capacity of the hydrocarbon (hydrothermally synthesized biochar) activated in an acid medium was evaluated for the removal of cyantraniliprole in aqueous solution, obtaining a removal greater than 70% of the analyte at the optimum pH, equal to 8.0. The effect of the material washing steps after synthesis, which strongly affect the adsorption results, was also evaluated. Keywords: Cyantraniliprole. HPLC. Hydrochar. Characterization. Adsorption.