Investigation of the redox behavior and voltammetric determination of the acifluorfen agrochemical using a boron-doped diamond electrode

Com aumento da população e expansão da produção agrícola, a utilização dos agroquímicos para controle de doenças, pragas e plantas daninhas bem como para elevação da produtividade, se tornou uma ferramenta indispensável. Porém, o uso indiscriminado dos agroquímicos acarreta sérios impactos ao meio ambiente, afetando a qualidade do solo e das águas superficiais e subterrâneas. Neste sentido, considerando a importância do monitoramento de resíduos de agroquímicos no ambiente, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um procedimento voltamétrico para determinação de acifluorfen usando um eletrodo de diamante dopado com boro (BDD) como eletrodo de trabalho. A partir de estudos de voltametria cíclica e voltametria de onda quadrada em diferentes janelas de potencial e condições de pH do eletrólito suporte foi possível sugerir um possível mecanismo redox para o analito. Utilizando- se a voltametria adsortiva de redissolução anódica por onda quadrada (SWAdASV) sob condições otimizadas via aplicação de métodos de planejamento experimental, uma curva analítica linear na faixa de concentrações de 0,34 a 4,67 mg L−1 foi obtida, com limite de detecção (LOD) de 0,0069 mg L−1 e limite de quantificação (LOQ) de 0,022 mg L−1. O procedimento apresentou repetibilidade entre 2,22% e 3,18% e porcentagens de recuperação variando entre 92,6% e 112,8% para a análise de amostras de água. O conjunto de resultados apresentados nesta dissertação indica que o procedimento voltamétrico desenvolvido apresenta parâmetros analíticos suficientes para análise de amostras ambientais contaminadas por acifluorfen, além de ser caracterizada pela simplicidade operacional e mais baixo custo. Palavras-chave: Agroquímicos. Águas naturais. Eletrodo carbonáceos. Pré-tratamento catódico. Voltametria adsortiva. Voltametria de onda quadrada. Mecanismo redox.With the increase in population and expansion of agricultural production, the use of agrochemicals to control diseases, pests, and weeds, as well as to increase productivity, has become an indispensable tool. However, the indiscriminate use of agrochemicals causes serious impacts on the environment, affecting the quality of soil and surface and groundwater. In this sense, considering the importance of monitoring agrochemical residues in the environment, this work aimed to develop a voltammetric methodology for the determination of acifluorfen using a boron-doped diamond (BDD) electrode as the working electrode. From studies of cyclic voltammetry and square wave voltammetry in different potential windows and pH conditions of the supporting electrolyte, it was possible to suggest a possible redox mechanism for the analyte. Using Square-Wave Adsorptive Anodic Stripping Voltammetry (SWAdASV) under optimized conditions via application of experimental design methods, a linear analytical curve in the concentration range of 0.34 to 4.67 mg L−1 was obtained, with a limit of detection (LOD) of 0.0069 mg L−1 and limit of quantification (LOQ) of 0.022 mg L−1. The methodology presented repeatability between 2.22% and 3.18% and recovery percentages varying between 92.6% and 112.8% for the analysis of water samples. The set of results presented in this dissertation indicates that the developed voltammetric methodology presents sufficient analytical parameters for the analysis of environmental samples contaminated by acifluorfen, in addition to being characterized by operational simplicity and lower cost. Keywords: Agrochemicals. Natural waters. Carbonaceous electrodes. Cathodic pre-treatment. Adsorptive voltammetry. Square wave voltammetry. Redox mechanism.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerai