Degradación de Pesticidas Organofosforados Mediante Nanopartículas Bimetálicas Cero Valentes - Ramirez Valverde, Angel Giuliana (2017)
En los cultivos agrícolas es muy común el uso de pesticidas para controlar las plagas que podrían dañarlos, así mismo los pesticidas organofosforados son ampliamente usados en la agricultura, los cuales al ser liberados al medio ambiente causan diversos problemas ambientales significativos, ya que son muy tóxicos y peligrosos para la salud humana. En la presente tesis, en primer lugar, se realizó la síntesis química de las nanopartículas bimetálicas de hierro y níquel (Fe/Ni), mediante reducción con borohidruro de sodio, en una atmósfera inerte, de ésta síntesis se obtuvo un polvo negro, del cual se realizó la medición del tamaño de partícula y la carga superficial mediante el equipo Zetasizer Nano ZSP. El tamaño de la partícula fue de 104.6 nm y el potencial zeta del mismo fue de -21 mV. Luego se evaluó la estabilidad del tamaño de las partículas durante 6 semanas, donde se observó que no hubo un incremento significativo de tamaño hasta la tercera semana. Posteriormente, se evaluó la degradación de los pesticidas organofosforados profenofos y clorpirifos mediante espectrofotometría, para ello se realizó un barrido espectral de ambos pesticidas, se determinó que serían leídos a 210 nm en la región UV. En seguida se realizaron los gráficos de calibración de los mismos, encontrándose un R2 de 0.9945 para el profenofos, con una desviación estándar de 0.03; en el caso del clorpirifos, el R2 fue de 0.9936 y la desviación estándar de 0.03. Para evaluar la degradación de los pesticidas, se estableció un sistema continuo por donde ingresaban las nanopartículas en suspensión con ayuda de una bomba peristáltica hacia una celda de flujo la cual se encontraba dentro del espectrofotómetro Cary 60 UV/Vis, una vez que las nanopartículas recirculaban por el sistema se agregó el pesticida. Para ambos pesticidas se evaluó la degradación por triplicado, el tiempo de degradación total del profenofos fue de 30 minutos y del clorpirifos fue de 35 minutos. Después se procedió a evaluar si las nanopartículas pueden degradar inyecciones continuas de pesticidas, para ello se efectuaron 8 inyecciones al sistema, donde se observó que las nanopartículas mantienen su capacidad de degradación. Consecutivamente se evaluaron los productos de degradación de los pesticidas mediante Cromatografía líquida de alta resolución con el HPLC-DAD, para ello, se extrajeron alícuotas al tiempo medio y al final de la degradación. Se observaron picos correspondientes a los propios pesticidas, el profenofos con un tiempo de retención a los 3.5 minutos y el clorpirifos a los 4.2 minutos. Además en ambos casos, se observaron picos similares por debajo del minuto 2, por lo que se decidió sobreponerlos y resultaron ser los mismos, descartándose de ésta manera que fueran productos de degradación propios de cada pesticida. Por otro lado se encontró que el profenofos presenta una degradación del 99.9% a los 30 minutos y el clorpirifos del 100% a los 35 minutos, corroborando los resultados obtenidos mediante espectrofotometría. Finalmente se evaluó el efecto del pH (3, 5, 7) y la temperatura (15, 25, 35 °C), encontrándose que a pH de 7 y 25 °C se incrementa la velocidad de degradación.