Avaliação da fitotoxicidade, ecotoxicidade e genotoxicidade de clorpirifós após tratamento por radiação UVC e processo UV/H2O2

• Main Author: Utzig, Larisa Mariane
• Other Authors: Freitas, Adriane Martins de
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2016
• Subjects: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA; Compostos organofosforados; Toxicologia genética; Radiação; Tecnologia ambiental; Organophosphorus compounds; Genetic toxicologia; Radiation; Green technology
• Online Access: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/1885

CAPES === O agrotóxico organofosforado clorpirifós (CP) é considerado tóxico principalmente devido à inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). Devido à ineficiência de tratamentos biológicos convencionais na degradação do CP e de seus metabólitos, processos avançados de oxidação vêm sendo estudados para possibilitar sua efetiva degradação. Este trabalho avaliou a degradação do CP (200 μg L-1) em água (0,2% de ACN) através da radiação UVC e do processo UV/H2O2, em escala de bancada, bem como a ecotoxicidade após os tratamentos aplicados. A partir das condições de pH e concentração de peróxido de hidrogênio adotados neste estudo (pH 5,2 e 12 mg L-1 H2O2) verificou-se que em ambos os tratamentos, mais de 97% do composto foi degradado após 20 minutos de tratamento por UV/H2O2 e após 60 minutos de tratamento por radiação UVC. Através do estudo cinético, verificou-se que a degradação do CP segue uma reação de pseudo-primeira ordem, sendo o valor da constante k para o processo UV/H2O2 calculada em 0,119 min-1, e 0,053 min-1 para o tratamento UVC, demonstrando que o processo avançado de oxidação é mais rápido na degradação do CP do que apenas a fotólise direta. Embora o CP tenha sido praticamente degradado, ensaios ecotoxicológicos demonstraram que após o tratamento, as soluções tratadas pelo processo UV/H2O2 apresentaram ecotoxicidade aguda maior do que as tratadas por radiação UVC. Em ensaios com Daphnia magna, a toxicidade se manteve em relação à toxicidade inicial da solução de CP para ambos os tratamentos, enquanto que em ensaios com Aedes aegypti, a ecotoxicidade reduziu 95% após tratamento por radiação UVC e 1,7% após tratamento por processo UV/H2O2. Lactuca sativa apresentou fitotoxicidade para as soluções tratadas por ambos os processos. Ensaios realizados com os três organismos com as amostras-controle das soluções (soluções dos reagentes, sem CP) demonstraram que a ecotoxicidade aguda e a fitotoxicidade das amostras tratadas pelo processo UV/H2O2 são provenientes de subprodutos da degradação da acetonitrila formados durante o tratamento. Quanto aos ensaios realizados com Danio rerio, foi observada mortalidade de todos os peixes expostos à amostra tratada por processo UV/H2O2, com e sem o agrotóxico. Solução de CP tratada por radiação UVC foi empregada em ensaio de genotoxicidade, porém não foi observado efeito genotóxico nos organismos expostos. Devido aos resultados obtidos, conclui-se que embora ambos os tratamentos tenham atingindo uma eficiência superior a 97% de degradação, a ecotoxicidade aguda e a fitotoxicidade do efluente tratado manteve-se após degradação por processo UV/H2O2 devido à formação de subprodutos de degradação da acetonitrila, mesmo esta tendo sido aplicada em baixas concentrações (0,2% v/v). === The organophosphate pesticide chlorpyrifos (CP) is considered toxic mostly due to inhibition of the enzyme acetylcholinesterase (AChE) and the genotoxic potential in living organisms, even at low concentrations. Due to the inefficiency of conventional biological treatments in the degradation of CP and its metabolites, advanced oxidation processes have been studied to enable their effective degradation. This study evaluated the degradation of CP (200 μg L-1) in aqueous solution (0,2% de ACN) by direct photolysis (UVC) and homogeneous process UV/H2O2 and the ecotoxicity before and after the treatments are applied. From the conditions of pH and concentration of hydrogen peroxide used in this study (pH 5.2 and 12 mg L-1 H2O2) it was found that in both treatments, over 97% of the compound was deteriorated after 20 minutes of treatment with UV/H2O2 and 60 minutes after UVC radiation. The kinetic study demonstrates that the degradation of CP following a pseudo-first reaction. The rate constants k was calculated in 0.119 min-1 for the UV/H2O2 process and 0,053 min-1 for the UVC radiation. However, bioassays tests showed that after the UV/H2O2 treatment, the solutions was considered more toxic than the solutions treated by UVC radiation. In tests with Daphnia magna, the toxicity has remained relative to the initial toxicity of CP solution for both treatments, while in Aedes aegypti assays the toxicity reduced 95% after treatment with UVC and 1.7% after treatment process by UV/H2O2. Lactuca sativa indicates phytotoxicity for both treatments. Tests carried out with the components of the solutions without CP, showed that acute ecotoxicity of the samples treated by UV/H2O2 process could be explain by the generation of acetonitrile byproducts during treatment, possibly cyanide ions. For the tests performed with zebrafish it was observed mortality of all the organisms exposed to the sample treated by the UV/H2O2process and the blank sample. CP solutions without treatment and after UVC radiation degradation were used in genotoxicity assays, but were not observed genotoxic effects of these samples in the exposed organisms. Due to the results obtained, it was concluded that although both treatments have reached efficiency greater than 97% degradation, acute ecotoxicity of the treated effluent remained after degradation by UV/H2O2 process due to formation of by-products of acetonitrile, even it has been applied in low concentrations (0.2% v/v).