Processos oxidativos avançados empregados na degradação de antibióticos em água residuária sintética

• Autor(a) principal: Quitaiski, Poliana Paula
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3965
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA; Água - Purificação; Poluentes; Fotoquímica; Water - Purification; Pollutants; Photochemistry; Engenharia Sanitária

Parte das substâncias oriundas de medicamentos, produtos de higiene pessoal e cosméticos são resistentes aos tratamentos convencionais de água e esgoto e assim alcançam o compartimento aquático. A proposição de técnicas analíticas se mostra como um passo importante na determinação dos poluentes emergentes, e a análise de tratamentos específicos para degradação surge com o sentido de esclarecer o comportamento e ação ecotoxicológica destas substâncias. O presente estudo buscou avaliar a degradação dos antibióticos sulfametoxazol (SMX) e ciprofloxacina (CIP) em água residuária sintética empregando os processos oxidativos avançados (POAs) de fotólise direta (UV) e foto-Fenton (Fe+2/H2O2/UV), sendo as condições otimizadas por meio de planejamento inicial 2² e posterior delineamento composto central rotacional (DCCR) 2² com 2 níveis, 3 repetições no ponto central e 4 pontos axiais. Os subprodutos formados foram avaliados qualitativamente por meio de cromatografia líquida de ultra eficiência com detecção por absorção no ultravioleta (UPLC-UV) utilizando uma coluna C18 de fase reversa (2,6 μm) e fase móvel de ácido fosfórico 0,025 mol L-1 e acetonitrila, na proporção 80:20 (%v/v), com vazão de 0,200 mL min-1. Os experimentos foram conduzidos em um reator em escala laboratorial, com sistema em batelada, constituído por um recipiente de 125 mL e um agitador magnético utilizado para homogeneizar a solução, equipado com uma lâmpada de mercúrio de 250 W, de baixa pressão e sem o bulbo. Para o fármaco SMX obteve-se um LD igual a 0,0099 mg L-1 e de LQ de 0,0299 mg L-1 e para o CIP um LD de 0,0112 mg L-1 e LQ de 0,0341 mg L-1. Por meio do teste de actinometria de ferrioxalato obteve-se que a dose para o fotorreator após 20 minutos de ensaio é igual a 8,53x10-3 einstein s-1. O DCCR para a fotólise indicou como melhores condições de degradação pH igual a 3,28 e [SMX] de 5,33 mg L-1, e pH igual a 0,76 e [CIP] de 9,20 mg L-1. O DCCR para o foto-Fenton indicou como melhores condições uma [Fe+2] igual a 17,26 mg L-1 e [H2O2] de 158,46 mg L-1 para o SMX, e [Fe+2] igual a 2,64 mg L-1 e [H2O2] de 220,50 mg L-1 para o CIP, o pH utilizado foi 2,5 em ambos os fármacos. Para estudar a degradação dos antibióticos e a possível formação de subprodutos, utilizou-se [SMX] de 100 mg L-1 e [CIP] de 50 mg L-1. Por meio da fotólise, a total remoção dos antibióticos ocorreu em 40 min para o SMX e 120 min para o CIP. No processo foto-Fenton a completa remoção do SMX ocorreu em 30 min, e do CIP em 120 min. No processo Fenton não foi alcançada remoção para nenhum dos fármacos avaliados. As cinéticas da fotólise foram ambas de primeira ordem, com K1 igual a 0,077 min-1 para o SMX e 0,019 min-1 para o CIP. As cinéticas do foto-Fenton foram ambas de primeira ordem, com K1 igual a 0,088 min-1 para o SMX e 0,024 min-1 para o CIP. Nos tratamentos de fotólise e foto-Fenton foi encontrado um subproduto para cada fármaco, entretanto não foi possível identifica-los devido a ausência de técnicas analíticas específicas.