Estudo da complexação e degradação do pesticida carbendazim com os íons metálicos chumbo e cobre por medidas eletroquímicas e espectroscópicas

Abstract

O fungicida metil-2-benzimidazol-carbamato (CBZ), mais conhecido como Carbendazim, possui em sua molécula um grupo benzimidazol e um grupo carbamato. É um pesticida considerado persistente no meio ambiente devido à baixa solubilidade em água e facilidade de interagir com o solo, devido o anel imidazol da molécula. É utilizado principalmente em culturas de soja, algodão, citrus e feijão, no combate a doenças como crestamento foliar, pinta preta, entre outros, além de atuar de forma sistêmica nas raízes e folhas, inibindo a formação de microtúbulos. O carbendazim apresenta átomos de nitrogênio e oxigênio em sua estrutura, podendo assim, formar complexos com íons metálicos. Desta forma, neste trabalho, estudou-se a formação de complexos entre os íons metálicos chumbo e cobre e o pesticida Carbendazim, avaliando sua formação por medidas eletroquímicas e espectroscopia na região do Uv-Vis. O Carbendazim apresentou um pico de oxidação em 0,989 V em um processo irreversível, sob eletrodo de carbono vítreo. O íon metálico Pb (II) apresentou um pico de redução em -0,570 V e um pico de oxidação em -0,480 V. Quando em presença de carbendazim, observou-se um pico catódico em -0,723 V e um anódico em -0,447 V, em um sistema quasi-reversível controlado pela difusão das espécies. Medidas de voltametria de redissolução anódica, mostraram um sinal em -0,590 V para o complexo formado pelo íon metálico chumbo e o carbendazim (CBZ-Pb). O complexo entre carbendazim e o íon metálico cobre (CBZ-Cu) apresentou um pico de redução em 0,007 V e um pico de oxidação em 0,500 V, com características de um processo quasi-reversível sob eletrodo de carbono vítreo. O Carbendazim, quando em presença dos metais, apresenta potencial de oxidação em menor valor de potencial, indicando influência dos metais na resposta eletroquímica do pesticida. As medidas espectroscópicas na região do UV-vísivel, mostraram bandas em 244 e 282 nm e um ombro em 298 nm para o CBZ, e na presença do chumbo, observou-se o deslocamento das bandas para comprimentos de onda menores. Em estudos da complexação em águas naturais coletadas na Represa Billings, próximas as dependências da UNIFESP, nota-se a formação das espécies, porém com redução na corrente de pico, indicando que substâncias húmicas competem pelo CBZ. O estudo da degradação do CBZ, CBZ-Cu e CBZ-Pb mostrou diminuição da resposta espectroscopia do fungicida, onde a interação entre o pesticida e o íon metálico cobre, facilitou a degradação do mesmo.

The fungicide methyl-2-benzimidazole-carbamate (CBZ), better known as Carbendazim, has in its molecule a benzimidazole group and a carbamate group. It is a pesticide considered persistent in the environment due to its low water solubility and ease of interacting with the soil, due to the molecule's imidazole ring. It is used mainly in soybean, cotton, citrus, and bean crops, to combat diseases such as leaf blight, black spot, among others, in addition to acting systemically on the roots and leaves, inhibiting the formation of microtubules. Carbendazim has nitrogen and oxygen atoms in its structure, thus being able to form complexes with metal ions. Thus, in this work, the formation of complexes between the metallic ions lead and copper and the pesticide Carbendazim was studied, evaluating their formation by electrochemical measurements and spectroscopy in the UV-Vis region. Carbendazim showed an oxidation peak at 0.989 V in an irreversible process, under a glassy carbon electrode. The metallic ion Pb (II) showed a reduction peak at -0.570 V and an oxidation peak at -0.480 V. When in the presence of carbendazim, a cathodic peak at -0.723 V and an anodic peak at -0.447 V were observed, in a quasi-reversible system controlled by the diffusion of species. Anodic stripping voltammetry measurements showed a signal at -0.590 V for the complex formed by the metal ion lead and carbendazim (CBZ-Pb). The complex between carbendazim and copper metal ion (CBZ-Cu) showed a reduction peak at 0.007 V and an oxidation peak at 0.500 V, with characteristics of a quasi-reversible process under a glassy carbon electrode. Carbendazim, when in the presence of metals, presents oxidation potential at a lower potential value, indicating the influence of metals on the electrochemical response of the pesticide. The spectroscopic measurements in the UV-visible region showed bands at 244 and 282 nm and a shoulder at 298 nm for the CBZ, and in the presence of lead, the displacement of bands to shorter wavelengths was observed. In studies of complexation in natural waters collected at the Billings Dam, close to the UNIFESP facilities, the formation of species is noted, but with a reduction in the peak current, indicating that humic substances compete for CBZ. The study of the degradation of CBZ, CBZ-Cu, and CBZ-Pb showed a decrease in the spectroscopy response of the fungicide, where the interaction between the pesticide and the metallic ion copper, facilitated its degradation.