Potencial de carvões de biomassa de cana-de-açúcar na liberação controlada de herbicida em solo

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Marcos Raphael Freitas da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Agroquímica
• Palavras-chave em Português: Sulfentrazone (Herbicida); Sorção; Dessorção; Cromatografia a líquido de alta eficiência; Bioensaios; Química Analítica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29363

Neste trabalho foram avaliados os efeitos da granulometria da biomassa, temperatura e tempo de pirólise sobre a composição (elementar e química imediata), características físico-químicas (pH, área superficial e índices de polaridade e aromaticidades), resistência mecânica (friabilidade) e capacidade de sorção do corante azul de metileno (AM) de carvões de bagaço de cana-de-açúcar. Um planejamento composto central (PCC), baseado em planejamento fatorial 2 3 completo, foi empregado para avaliação multivariada do efeito das variáveis citadas anteriormente sobre as características dos carvões. O intervalo de temperatura estudado foi de 349 - 601 °C e o do tempo de exposição da biomassa à temperatura de trabalho (tempo de pirólise) foi de 0,8 - 4,2 h. A faixa de granulometria da biomassa avaliada, em diâmetro médio de partícula, foi de 0,34 – 3,68 mm. Foram obtidos 17 carvões, a partir do PCC, os quais foram caracterizados. Os parâmetros obtidos na caracterização: rendimento; teores de carbono fixo, material volátil e cinza; índices de polaridade (razão O/C) e aromaticidade (razão H/C); área superficial; pH e eficiência de remoção do azul de metileno (AM) dos biocarvões, foram empregados como respostas do PCC. As análises de variâncias (ANOVA) dos PCC mostraram que a temperatura de pirólise foi a variável que apresentou efeitos predominantes sobre as características dos carvões. Maiores temperaturas de pirólise proporcionaram carvões com menores rendimentos gravimétricos, teores de material volátil e polaridades, por outro lado, levaram a materiais com maiores pH; teores de cinza e carbono fixo; áreas superficiais; capacidade de remoção de AM e aromaticidade. A granulometria e o tempo de pirólise apresentaram efeitos somente sobre o pH e sobre a remoção do AM. A friabilidade dos carvões mostrou-se dependente da granulometria da biomassa e da temperatura de pirólise, além de justificar a maior capacidade remoção de AM dos carvões obtidos de biomassa com maiores tamanhos de partícula. A técnica espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), juntamente, com análise de componentes principais (PCA), permitiu detectar diferenças espectrais e discriminar amostras de carvões obtidas em diferentes temperaturas de pirólise. Posteriormente, investigou-se o potencial de pequenas porcentagens (0,15% e 0,30%) de carvões, obtidos à 350 (C350) e 600 °C (C600), para alterar o comportamento sortivo do herbicida sulfentrazone em solo e a capacidade destes de promover a liberação controlada do herbicida para a solução do solo. O sulfentrazone apresentou baixa sorção no solo puro (Kf = 1,631), sendo o seu processo de sorção- dessorção nos coloides do solo histerético. A adição de até 0,30% do carvão C350 não alterou a sorção do herbicida, enquanto, a adição de apenas 0,15% do carvão obtido a C600 foi suficiente para aumentar a retenção do herbicida à matriz do solo. Por outro lado, a presença de ambos os carvões, independente da porcentagem, aumentou a histerese do processo sortivo do solo. Uma abordagem experimental alternativa foi empregada para avaliação da dessorção consecutiva do sulfentrazone, incorporado no solo ou em 0,15% dos carvões, para a solução do solo. Os resultados mostraram que a dessorção do sulfentrazone incorporado no solo é reversível e mais rápida que a do herbicida incorporado nos carvões C350 e C600. Isto comprova o potencial dos carvões para controlar a liberação deste herbicida para a solução do solo. Foram realizados ensaios, em casa de vegetação, para obtenção de curvas de dose-respostas do sulfentrazone aplicado diretamente no solo ou incorporado nos carvões C350 e C600 (em porcentagens de 0,15% e 0,30%), empregando plantas de Sorghum bicolor como bioindicadoras da fitotoxicidade do herbicida. Os resultados mostraram que apenas o C350, empregado em porcentagem de 0,15%, não alterou a quantidade de princípio ativo necessária para causar 50% de fitotoxicidade (C 50 ) nas plantas bioindicadoras, comparado à aplicação do herbicida no solo. Isto comprova o potencial agronômico do carvão C350 (empregado em 0,15%) para atuar como suporte para liberação controlada do sulfentrazone, sem perdas na eficiência do princípio ativo no controle de plantas daninhas. Palavras-chave: Sulfentrazone. Sorção/dessorção. HPLC. Bioensaio.