Electrochemical Characterization of Mancozeb Degradation for Wastewater Treatment Using a Sensor Based on Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) Modified with Carbon Nanotubes and Gold Nanoparticles

Abstract

Mancozeb is a worldwide fungicide used on a large scale in agriculture. The active component and its main metabolite, ethylene thiourea, has been related to health issues. Robust, fast, and reliable methodologies to quantify its presence in water are of great importance for environmental and health reasons. The electrochemical evaluation of mancozeb using a low-cost electrochemical electrode modified with poly (3,4-ethylene dioxythiophene), multi-walled carbon nanotubes, and gold nanoparticles is a novel strategy to provide an in-situ response for water pollution from agriculture. Additionally, the thermal-, electrochemical-, and photo-degradation of mancozeb and the production of ethylene thiourea under controlled conditions were evaluated in this research. The mancozeb solutions were characterized by electrochemical oxidation and ultraviolet-visible spectrophotometry, and the ethylene thiourea concentration was measured using ultra-high-performance liquid chromatography high-resolution mass spectrometry. The degradation study of mancozeb may provide routes for treatment in wastewater treatment plants. Therefore, a low-cost electrochemical electrode was fabricated to detect mancozeb in water with a robust electrochemical response in the linear range as well as a quick response at a reduced volume. Hence, our novel modified electrode provides a potential technique to be used in environmental monitoring for pesticide detection

Mancozeb es un fungicida mundial que se utiliza a gran escala en la agricultura. El componente activo y su principal metabolito, la etilentiourea, se ha relacionado con problemas de salud. Las metodologías robustas, rápidas y fiables para cuantificar su presencia en el agua son de gran importancia por motivos medioambientales y de salud. La evaluación electroquímica de mancozeb utilizando un electrodo electroquímico de bajo costo modificado con poli (3,4-etilen dioxitiofeno), nanotubos de carbono de paredes múltiples y nanopartículas de oro es una estrategia novedosa para proporcionar una respuesta in situ a la contaminación del agua procedente de la agricultura. Además, en esta investigación se evaluó la degradación térmica, electroquímica y fotoeléctrica de mancozeb y la producción de etileno tiourea en condiciones controladas. Las soluciones de mancozeb se caracterizaron por oxidación electroquímica y espectrofotometría ultravioleta-visible, y la concentración de etileno tiourea se midió mediante cromatografía líquida de ultra alta resolución y espectrometría de masas de alta resolución. El estudio de degradación de mancozeb puede proporcionar rutas para el tratamiento en plantas de tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, se fabricó un electrodo electroquímico de bajo costo para detectar mancozeb en agua con una respuesta electroquímica robusta en el rango lineal, así como una respuesta rápida a un volumen reducido. Por lo tanto, nuestro nuevo electrodo modificado proporciona una técnica potencial para ser utilizada en el monitoreo ambiental para la detección de pesticidas.