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Pesquisadores usam material nanoestruturado para remover pesticida da água

por Larissa Fereguetti | 17/01/2020
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A atrazina é um herbicida de baixo custo largamente utilizado e, consequentemente, é muito encontrado na água potável, visto que os tratamentos convencionais de água não são eficazes na sua degradação. Para tentar solucionar esse problema, pesquisadores do Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) desenvolveram um método de degradação da atrazina que usa nanomateriais e luz solar.

aplicação de pesticida na agricultura
Aplicação de pesticida na agricultura. Imagem: nano-magazine.com

Para otimizar a degradação da atrazina, foi usado um processo otimizado de fotoeletrocatálise. Ele funciona com dois fotoeletrodos de cargas opostas e, sob efeito de luz e de um potencial elétrico, radicais livres são gerados na superfície desses eletrodos. Tais radicais interagem com a atrazina, degradando-a. Uma das grandes vantagens é que não há geração de subresíduos tóxicos, como o cloro deixaria. Como a vida útil é curta, eles tendem a desaparecer rapidamente.

Para construir os fotoeletrodos, que são eletrodos sensíveis à luz, os pesquisadores escolheram o óxido de titânio, um material quimicamente estável e de ampla aplicação na ciência. Eles modificara, o material em escala atômica, incorporando átomos de nitrogênio e tungstênio, para torná-lo sensível à luz solar visível.

Ainda, para tratar um grande volume de água, seria necessário ter uma grande área de superfície dos fotoeletrodos. Para amenizar isso, os cientistas esculpiram a superfície em nanoescala (nanoestruturação), aumentando a área ativa sem alterar a superfície física. Segundo eles, é como criar vales e montanhas na superfície. O resultado é que é possível alcançar áreas ativas de superfície entre 50 e 100 metros quadrados com apenas 1 grama de material.

reator usado para fotoeletrodos de óxido de titânio pesticida atrazina na água
Reator usado para preparação dos fotoeletrodos de óxido de titânio. Imagem: phys.org

Após otimizar o processo, verificou-se que ele foi capaz de eliminar cerca de 60% da atrazina após 5 horas de tratamento de água desmineralizada à qual foi adicionado o pesticida. Com testes usando água do Rio Nicolet, no Canadá, apenas 8% da atrazina foi inicialmente degradada e isso se deve ao fato de que as partículas em suspensão na água impedem que parte da luz atinja o eletrodo.

Para contornar isso, eles fizeram um pré-tratamento de coagulação e filtração antes de realizar o processo e encontraram uma degradação de atrazina de 38% a 40%. A eficiência ainda é baixa porque a água contém bicarbonatos e fosfatos que capturam os radicais livres e os impedem de reagir com a atrazina.

Assim, o que os pesquisadores sugerem é que o processo seja usado como tratamento terciário, após a remoção de partículas em suspensão e espécies coaguláveis. Porém, antes do uso em larga escala, é preciso uma fase de demonstração pré-industrial.

A técnica é resultado da parceria do Professor My Ali El Khakani, especialista em materiais nanoestruturados, com o professor Patrick Drogui, especialista em eletrotecnologia e tratamento de água. Eles alcançaram um resultado que não seria possível se trabalhassem de forma separada e ressaltam o valor da interdisciplinaridade para a pesquisa.

A pesquisa foi publicada na revista Catalysis Today. O objetivo dos pesquisadores em uma próxima etapa é tratar outros poluentes que também são preocupantes e também remover resíduos de antibióticos da água.

Fonte: Phys.org

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Larissa Fereguetti

Doutoranda, mestre e engenheira. Fascinada por tecnologia, curiosidades sem sentido e cultura (in)útil. Viciada em livros, filmes, séries e chocolate. Acredita que o conhecimento é precioso e que o bom humor é uma ferramenta indispensável para a sobrevivência.

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