O papel do excesso otimizado de H2O2 na rápida mineralização dos fármacos Ácido Acetil Salicílico e Hidroclorotiazida utilizando diferentes reatores fotoquímicos

• Autor(a) principal: Cunha Filho, Fernando José Vieira da
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49883
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Poluentes farmacêuticos; Poluentes emergentes; Planejamento fatorial; Toxicidade; Foto-fenton

Os estudos de fármacos como poluentes emergentes vem ganhando importância na comunidade científica. Desafortunadamente, a mineralização de fármacos através de vários Processos Oxidativos Avançados (POAs) leva várias horas para alcançar taxas acima de 60 %. Na tentativa de superar essa marca, este trabalho dedica-se a otimizar e compreender as condições cinéticas para mineralizar fármacos via oxidação assistida por radiação (UVA e UVC), com ênfase no processo Foto-Fenton e usando reator fotoquímico tanto tubular quanto de mistura simples. Dois fármacos foram selecionados, o ácido acetilsalicílico (AAS) como modelo de micropoluente farmacêutico emergente e o Hidroclorotiazida (HCT) como modelo de micropoluente persistente, tendo o primeiro ocorrência em esgoto tratado na cidade de NatalRN. A otimização emprega uma ferramenta estatística de planejamento fatorial que estuda como as concentrações do contaminante farmacêutico, Fe2+ e H2O2 afetam a mineralização ao longo de um intervalo de concentrações. O planejamento fatorial indica que a concentração inicial de H2O2 é uma variável crucial para atingir uma taxa rápida de mineralização de AAS e HCT. Usando conteúdos otimizados de H2O2 e Fe2+ no processo foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UVA), uma mineralização superior a 90% para o AAS e de 100% para o HCT é alcançada em cerca de 10 minutos e 30 minutos, respectivamente. A razão subliminar para tal notável desempenho é atribuída ao excesso otimizado de [H2O2], que demonstrou ser entre 4 e 9 para o AAS e entre 6 e 11 para o HCT. Medições da concentração remanescente de H2O2, para oxidação de ambos AAS e HCT via foto-Fenton, indicam fortemente que o excesso de [H2O2] otimiza a concentração/produção instantânea de radical •OH, sendo 33 a 35% do total de radicais •OH gerados consumidos efetivamente pela mineralização do AAS e HCT via foto-Fenton. Dentre os POAs estudados, destaca-se que a oxidação foto-H2O2 (H2O2/UVC) também beneficia-se da otimização do excesso de H2O2, sendo capaz de degradação quase 100% de AAS e HCT em poucos minutos, no entanto, o grau de mineralização demonstra ser refratário e nunca ultrapassa o limite máximo de 35%. Oxidação de AAS e HCT via foto-Fenton em condições de otimização de excesso de H2O2 sinaliza ser a única alternativa efetiva de mineralização absoluta entre os POAs, o que é vital considerando a toxicologia do HCT. Foi determinado a CL50 de 37,25 mg.L-1 de HCT para o grupo das Mysidaceas, um crustáceo típico da fauna aquática do RN. Ademais, o estudo da sobrevivência de uma população de Mysidaceas cultivadas em águas efluentes do pós-tratamentos gerados por esse trabalho indicou que, exceto para o efluente do foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UVA) para o qual mineralização absoluta do HCT foi obtido, mortalidade de mais de 50% da população de Mysidaceas foi observada. Como tese central, esse trabalho defende o uso de excesso de [H2O2] como parâmetro vital para a otimização de mineralização em grau quase 100% no menor tempo de uso de um reator fotoquímico, diminuindo os custos relacionados à energia total consumida tanto pela lâmpada e pela bomba de recirculação.