Estudo da degradação do diclofenaco em meio aquoso: fotólise vs. fotocatálise heterogênea (TiO2/UV)

• Autor(a) principal: Pinto, Leydy Katherine Ardila
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-27112013-142729/
• topic: diclofenac; diclofenaco; fotocatálise; fotólise; photocatalysis; photolysis

Os produtos farmacêuticos têm sido considerados como um problema ambiental devido à sua entrada contínua e persistência no ecossistema aquático, mesmo em baixas concentrações (µg L-1 e ng L-1). Muitos fármacos têm sido frequentemente determinados em Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), águas superficiais, subterrâneas e de abastecimento, devido à baixa eficiência dos sistemas convencionais de tratamento na eliminação destes compostos. O diclofenaco (DCF), é um Anti-Inflamatório Não Esteróide (AINE) comumente utilizado como analgésico, antiartrítico e antirreumático. Possui uma baixa biodegradabilidade e tem a capacidade de bioacumulação nos tecidos de seres vivos, podendo apresentar efeitos ecotóxicos. Como o DCF pode não ser eficientemente removido pelos tratamentos convencionais de água e esgoto, novos processos têm sido pesquisados para a sua remoção, entre eles os processos oxidativos avançados (POAs). O objetivo deste trabalho foi tratar o DCF sódico aquoso por fotocatálise heterogênea (TiO2/UV). Para isso foi realizado um planejamento fatorial 25 com a finalidade de se determinar os efeitos dos parâmetros reacionais -- dosagem e tipo de fotocatalisador, concentração inicial do fármaco, tipo de aceptor de elétrons e pH -- sobre o desempenho do tratamento. A variável-resposta observada foi a redução da área sob o espectro de absorção no UV. A condição ótima de tratamento foi: pH = 5; dosagem de TiO2 = 0,5 g L-1; concentração inicial de DCF = 20 mg L-1; aceptor de elétrons = oxigênio; e tipo de catalisador = P25 (Evonik). No estudo da cinética, a degradação do fármaco foi acompanhada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). Para a amostra tratada por fotocatálise heterogênea, a concentração de DCF foi reduzida a aproximadamente 40 µg L-1 em 30 min de irradiação e a degradação seguiu o modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood (R2 = 0,95) com constante de velocidade k = (2,3 ± 0,070) × 103 µg L-1 min-1 e uma constante de adsorção K = (2,1 ± 0,17) × 10-4 L µg-1. No ensaio de fotólise a concentração foi reduzida a aproximadamente 70 µg L-1 em 12,5 min de tratamento e observou-se uma cinética de ordem zero (R2 = 0,96) com k = (2,7 ± 0,070) × 103 µg L-1 min-1. Foram identificados alguns intermediários de oxidação por cromatografia líquida acoplada a espectroscopia de massas (LC/MS-MS) e foram realizados ensaios ecotoxicológicos (Daphnia similis e Lactuca sativa) das amostras tratadas. Nenhum dos tratamentos (fotocatálise e fotólise) estudados gerou ecotoxidade nos organismos-teste. Indica-se a fotólise, nas condições deste trabalho, como mais eficiente para a degradação do diclofenaco.