Desenvolvimento de biogéis de pectina e quitosano para a sorção de Cymoxanil

Abstract

O termo pesticida compreende uma ampla gama de produtos para a proteção das plantas (PPPs) e biocidas que podem apresentar diferentes níveis de persistência e toxicidade, afetando o ambiente e os seres vivos, dependendo de muitos fatores e da forma de contato. Consequentemente, a sua remoção do ambiente e das águas superficiais e subterrâneas tem grande importância e desde 1970 novos materiais e tecnologias foram desenvolvidos para este objetivo. Neste estudo, foram sintetizados hidrogéis à base de quitosano (QT) com pectina (PT) e pectina funcionalizada com β-ciclodextrina (β-PT), por coacervação complexa em sistema de emulsão óleo/água. A funcionalização da pectina obteve-se por reação de transesterificação em ambiente ácido e o produto foi caraterizado usando técnicas como a ressonância magnética nuclear protónica (1H-RMN) e a espetroscopia infravermelho por reflexão total atenuada (IR-ATR). Os hidrogéis, além da caraterização por IR-ATR, foram avaliados por análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrónica de varrimento (SEM). As três técnicas foram efetuadas antes e após contato com o Cymoxanil (CYM) em solução aquosa por 24 h. As caraterísticas mecânicas dos dois complexos foram determinadas por análise reológica. A interação entre os hidrogéis e o Cymoxanil foi avaliada através estudo das isotérmicas de sorção a 12 e 24 horas. A quantificação da concentração de Cymoxanil em solução aquosa determinou-se por análise HPLC-DAD. Dos valores de eficiência de remoção é evidente um aumento da capacidade de remoção em presença de β-ciclodextrina (CD), todavia, para ambos os complexos, observa-se uma forte dependência da massa de hidrogel seco utilizado.

The term pesticide comprises a wide range of plant protection products (PPPs) and biocides. It may present different levels of persistence and toxicity with environment pollution and affecting human and animal life by direct or indirect contact. Consequently, their removal from environment and from surface and groundwater is of great importance since1970 and new materials and technologies have been developed for this purpose. In this study, chitosan-based (QT) hydrogels with pectin (PT) and β-Cyclodextrin functionalised pectin (β-PT) were synthesized by complex coacervation in oil/water emulsion system. The functionalization of pectin was obtained by transesterification in acidic environment and the product was characterized using techniques such as nuclear magnetic resonance (1H-NMR) and by attenuated total reflection infrared spectroscopy (IR-ATR). The hydrogels characterization, besides IR-ATR analysis, was evaluated by thermogravimetric analysis (TGA) and scanning electron microscopy (SEM). The three techniques were performed before and after interaction with Cymoxanil (CYM) aqueous solution for 24 h. The mechanical properties of the two complexes were determined by rheological analysis. The interaction between the hydrogels and Cymoxanil was evaluated through determination of sorption isotherms at 12 and 24 hours. Quantification of the concentration of Cymoxanil in aqueous solution was determined by HPLC-DAD analysis. From the removal efficiency values an increase in the removal capacity in presence of β-Cyclodextrin (CD) is evident, for both complexes, a strong dependence on the dry hydrogels used mass is observed.