Estudo de Degradação Fotocatalítica de Pesticidas

Resumo

O uso de pesticidas é amplamente difundido na agricultura, mas o descarte inadequado e sua elevada persistência ambiental causam impactos negativos à biodiversidade e à saúde humana. Esses compostos podem atingir corpos hídricos, permanecer ativos por longos períodos e se acumular, agravando o risco de contaminação ambiental. Nesse contexto, tecnologias de remediação vêm sendo estudadas para mitigar tais efeitos e a nanotecnologia tem se destacado como alternativa promissora. Entre os nanomateriais, as nanopartículas de prata são de fácil obtenção, baixo custo e alta reatividade, favorecendo sua aplicação em processos fotocatalíticos para a degradação de poluentes agrícolas. O presente trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar nanopartículas de prata obtidas pelo extrato de Plectranthus neochilus e avaliar sua eficácia fotocatalítica na degradação de pesticidas utilizados na agricultura. As AgNP (nanopartículas de prata) foram obtidas por síntese verde utilizando o extrato P. neochilus como agente redutor. Para a reação, misturaram-se 10 mL de extrato vegetal, 40 mL de água destilada e 50 mL de solução de nitrato de prata (1 mol.L-1), adicionada por gotejamento lento (1 gota/s) sob agitação constante. A mistura foi mantida em agitador orbital (150 RPM) durante 48 h, sob iluminação com LED violeta conforme descrito por Dotta Filho et al. (2023). Após esse período, as nanopartículas foram congeladas a -80 graus em tubos Falcon de 50 mL, liofilizadas por 5 dias e armazenadas em dessecador, protegidas da luz, até a sua utilização. A caracterização foi realizada por espalhamento dinâmico (DLS), determinando o tamanho médio de partícula e índice de polidispersidade (PDI), e pelo potencial zeta, utilizando suspensões previamente diluídas em solução de NaCl 0,9% (1:100). As análises foram realizadas em triplicata. Para os ensaios de degradação, prepararam-se misturas contendo 150 uL de água, 50 uL da suspensão de AgNP (50mg.L-1) e 25 uL de cada pesticida (25 mg.L-1) Diuron, Sulfentrazone, 2,4-D, Propanil e Tebuconazol, avaliados individualmente. As reações foram iniciadas pela adição de 25 uL de borohidreto de sódio NaBH4 (10 mol.L-1) e monitoradas por espectrofotômetro nos comprimentos de onda característicos: 250 nm (propanil e diuron), 230 nm (2,4-D e sulfentrazone) e 220 nm (tebuconazol). Os ensaios foram variando o tempo de reação (0 a 6 h, em intervalos de 1 h) e a concentração de AgNP foi conduzida para a otimização. As AgNP apresentaram tamanho médio de 86,8 nm, baixo índice de polidispersidade (0,192) e potencial zeta negativo (-30,9 mV), confirmando estabilidade coloidal adequada para aplicações ambientais. A degradação ocorreu de forma significativa em apenas 1 hora, com reduções de 22,4% (propanil) a 47,0% (sulfentrazone). O comportamento variou entre os compostos, evidenciando que a estrutura química influencia diretamente a eficiência do processo. O aumento da concentração AgNP intensificou a fotocatálise, principalmente para propanil, tebuconazol e diuron, demonstrando a correlação direta entre massa de catalisador e taxa de degradação. Os resultados reforçam que a combinação de síntese verde e catálise pode contribuir para o desenvolvimento de tecnologias limpas voltadas à descontaminação de ambientes agrícolas. AgNP sintetizadas por extrato vegetal mostraram-se eficientes na degradação de pesticidas, promovendo remoção significativa em curto período de reação. O presente trabalho demonstra o potencial do uso de rotas sustentáveis de síntese de nanopartículas aplicadas ao tratamento de poluentes agrícolas, sendo uma alternativa promissora para reduzir o impacto ambiental causado pelo uso intensivo de agrotóxicos.