Published December 5, 2018 | Version v1
Publication Metadata-only

Non‐traditional atrazine degradation induced by zero‐valent‐copper: process optimization by the Doehlert experimental design, intermediates detection and toxicity assessment

Creators

  • 1. Universidade Federal do Rio Grande do Norte
  • 2. Universidade de São Paulo

Description

Abstract BACKGROUND Over recent years, several studies exploring new technologies capable of degrading persistent organochlorine compounds have been published. Special attention has been dedicated to atrazine (ATZ), due to its ecotoxicological relevance together with its frequent detection in the environment. Degradation of organochlorines via zero‐valent metals has gained great importance given its practicality and versatility, zero‐valent‐iron (ZVI) being the most applied metal for this purpose. Alternatively, zero‐valent‐copper (ZVCu) was proved to exhibit higher reactivity against chlorinated aromatics, therefore deserving further investigation. RESULTS The optimum degradation conditions for ATZ removal with ZVCu were explored through a Doehlert experimental design. The same conditions were tested for the traditional ZVI, which confirmed that ZVCu was more reactive. The analysis of the degradation products suggests that both reductive and oxidative pathways coexist in the studied process. CONCLUSIONS ZVCu was effective in ATZ degradation, both by reductive and oxidation pathways, within a wide range of pH values, although faster in acidic media. The resulting solution from the experiment that promoted the fastest degradation is less toxic than ATZ against microalgae Chlorella vulgaris , which is a positive output regarding the application of this process as a pre‐treatment step of ATZ‐contaminated water matrices. © 2018 Society of Chemical Industry

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية مجردة على مدى السنوات الأخيرة، تم نشر العديد من الدراسات التي تستكشف تقنيات جديدة قادرة على تحلل مركبات الكلور العضوية الثابتة. تم إيلاء اهتمام خاص للأترازين (ATZ)، نظرًا لأهميته السمية البيئية جنبًا إلى جنب مع اكتشافه المتكرر في البيئة. اكتسب تدهور الكلور العضوي عبر معادن صفرية التكافؤ أهمية كبيرة نظرًا لطابعه العملي وتعدد استخداماته، حيث كان الحديد الصفري التكافؤ (ZVI) هو المعدن الأكثر استخدامًا لهذا الغرض. بدلاً من ذلك، ثبت أن النحاس الصفري التكافؤ (ZVCu) يظهر تفاعلًا أعلى ضد العطريات المكلورة، وبالتالي يستحق مزيدًا من التحقيق. النتائج تم استكشاف ظروف التحلل المثلى لإزالة ATZ باستخدام ZVCu من خلال تصميم Doehlert التجريبي. تم اختبار نفس الشروط لـ ZVI التقليدي، والذي أكد أن ZVCu كان أكثر تفاعلاً. يشير تحليل منتجات التحلل إلى أن كلا من المسارات الاختزالية والتأكسدية تتعايش في العملية المدروسة. الاستنتاجات كانت ZVCu فعالة في تحلل ATZ، سواء عن طريق مسارات الاختزال والأكسدة، ضمن مجموعة واسعة من قيم الأس الهيدروجيني، على الرغم من أنها أسرع في الأوساط الحمضية. الحل الناتج عن التجربة التي عززت أسرع تحلل أقل سمية من ATZ ضد الطحالب الدقيقة Chlorella vulgaris ، وهو ناتج إيجابي فيما يتعلق بتطبيق هذه العملية كخطوة ما قبل المعالجة لمصفوفات المياه الملوثة ATZ. © 2018 جمعية الصناعة الكيميائية

Translated Description (French)

CONTEXTE Au cours des dernières années, plusieurs études explorant de nouvelles technologies capables de dégrader les composés organochlorés persistants ont été publiées. Une attention particulière a été accordée à l'atrazine (ATZ), en raison de sa pertinence écotoxicologique et de sa détection fréquente dans l'environnement. La dégradation des organochlorés par les métaux à valence zéro a pris une grande importance compte tenu de sa praticité et de sa polyvalence, le fer à valencezéro (ZVI) étant le métal le plus appliqué à cette fin. Alternativement, il a été prouvé que le cuivre à valencezéro (ZVCu) présentait une réactivité plus élevée contre les aromatiques chlorés, ce qui méritait donc une enquête plus approfondie. RÉSULTATS Les conditions optimales de dégradation pour l'élimination de l'ATZ avec ZVCu ont été explorées à travers un plan expérimental Doehlert. Les mêmes conditions ont été testées pour le ZVI traditionnel, ce qui a confirmé que le ZVCu était plus réactif. L'analyse des produits de dégradation suggère que les voies réductrices et oxydatives coexistent dans le processus étudié. CONCLUSIONS Le ZVCu était efficace dans la dégradation de l'ATZ, à la fois par des voies de réduction et d'oxydation, dans une large gamme de valeurs de pH, bien que plus rapide dans les milieux acides. La solution résultante de l'expérience qui a favorisé la dégradation la plus rapide est moins toxique que l'ATZ contre les microalgues Chlorella vulgaris , ce qui est un résultat positif en ce qui concerne l'application de ce processus en tant qu'étape de prétraitement des matrices d'eau contaminées par l'ATZ. © 2018 Société de l'industrie chimique

Translated Description (Spanish)

ANTECEDENTES abstractos En los últimos años, se han publicado varios estudios que exploran nuevas tecnologías capaces de degradar compuestos organoclorados persistentes. Se ha prestado especial atención a la atrazina (ATZ), debido a su relevancia ecotoxicológica junto con su frecuente detección en el medio ambiente. La degradación de los organoclorados a través de metales de valencia cero ha ganado gran importancia dada su practicidad y versatilidad, siendo el hierro de valencia cero (ZVI) el metal más aplicado para este propósito. Alternativamente, se demostró que el cobre de valencia cero (ZVCu) exhibe una mayor reactividad contra los aromáticos clorados, por lo que merece una mayor investigación. RESULTADOS Las condiciones óptimas de degradación para la eliminación de ATZ con ZVCu se exploraron a través de un diseño experimental de Doehlert. Se probaron las mismas condiciones para el ZVI tradicional, lo que confirmó que el ZVCu era más reactivo. El análisis de los productos de degradación sugiere que tanto las vías reductoras como las oxidativas coexisten en el proceso estudiado. CONCLUSIONES ZVCu fue eficaz en la degradación de ATZ, tanto por vías reductoras como de oxidación, dentro de un amplio rango de valores de pH, aunque más rápido en medios ácidos. La solución resultante del experimento que promovió la degradación más rápida es menos tóxica que la ATZ contra las microalgas Chlorella vulgaris , lo cual es un resultado positivo con respecto a la aplicación de este proceso como paso depretratamiento de matrices de agua contaminadas con ATZ. © 2018 Sociedad de la Industria Química

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تدهور الأترازين غيرالتقليدي الناجم عن النحاس الصفري التكافؤ: تحسين العملية من خلال التصميم التجريبي لـ Doehlert، والكشف الوسيط وتقييم السمية
Translated title (French)
Dégradation non traditionnelle de l'atrazine induite par le cuivre à valence zéro : optimisation du processus par la conception expérimentale Doehlert, détection des intermédiaires et évaluation de la toxicité
Translated title (Spanish)
Degradación de atrazina no tradicional inducida por cobre devalencia cero: optimización del proceso mediante el diseño experimental de Doehlert, detección de intermedios y evaluación de toxicidad

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2898941377
DOI
10.1002/jctb.5862

Is supplement to
https://openalex.org/W3020858086 (Other)
https://openalex.org/W2543456116 (Other)
https://openalex.org/W2378201527 (Other)
https://openalex.org/W2356142329 (Other)
https://openalex.org/W2070208395 (Other)
https://openalex.org/W2040702250 (Other)
https://openalex.org/W2029019890 (Other)
https://openalex.org/W2010623581 (Other)
https://openalex.org/W2007999840 (Other)
https://openalex.org/W1594479129 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1521665050
  • https://openalex.org/W1627271930
  • https://openalex.org/W1966563133
  • https://openalex.org/W1980641183
  • https://openalex.org/W1985684947
  • https://openalex.org/W2005800512
  • https://openalex.org/W2011296196
  • https://openalex.org/W2011782898
  • https://openalex.org/W2015790062
  • https://openalex.org/W2021194958
  • https://openalex.org/W2025001857
  • https://openalex.org/W2032772186
  • https://openalex.org/W2033994128
  • https://openalex.org/W2035785202
  • https://openalex.org/W2037658680
  • https://openalex.org/W2041358807
  • https://openalex.org/W2051802937
  • https://openalex.org/W2059080594
  • https://openalex.org/W2061234517
  • https://openalex.org/W2063034236
  • https://openalex.org/W2066542287
  • https://openalex.org/W2073998653
  • https://openalex.org/W2077183665
  • https://openalex.org/W2088376206
  • https://openalex.org/W2092422345
  • https://openalex.org/W2092700990
  • https://openalex.org/W2093137280
  • https://openalex.org/W2094282660
  • https://openalex.org/W2097880005
  • https://openalex.org/W2117874758
  • https://openalex.org/W2118006233
  • https://openalex.org/W2123788097
  • https://openalex.org/W2133605359
  • https://openalex.org/W2155881519
  • https://openalex.org/W2205208012
  • https://openalex.org/W2264638726
  • https://openalex.org/W231898500
  • https://openalex.org/W2324206968
  • https://openalex.org/W2360902844
  • https://openalex.org/W2465677696
  • https://openalex.org/W2567299030
  • https://openalex.org/W2570605907
  • https://openalex.org/W2624958916
  • https://openalex.org/W2737073421
  • https://openalex.org/W2744151790
  • https://openalex.org/W2765875640
  • https://openalex.org/W2771545094