Aplicação de material zeolítico para adsorção de β-estradiol.

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Química Tecnológica

Autores

Lucena Matos, C. (UNB) ; Linares León, J.J. (UNB) ; Martins, G. (UNB)

Resumo

Desreguladores endócrinos são substâncias, sintéticas ou naturais, que interferem nas funções do sistema endócrino. No meio ambiente, estão presentes em baixas concentrações na ordem de ppm ou ppb. A partir da identificação do problema, caracterizado pela presença de desreguladores endócrinos no meio ambiente, buscou-se realizar o estudo da utilização da SBA-15, material zeolítico, como adsorvente do β-estradiol presente no meio. A SBA-15 (Santa Barbara Amorphous-15) sílica mesoporosa ordenada, foram descobertas em 1998 por Zhao et al. Este material apresenta uma estabilidade térmica e mecânica adequada, além de um diâmetro de poro que varia entre 50 a 300 Å. Essas propriedades tornam o material interessante para a aplicação como adsorvente.

Palavras chaves

SBA-15; β-estradiol; Adsorção

Introdução

Desreguladores endócrinos são substâncias, sintéticas ou naturais, que interferem nas funções do sistema endócrino. No meio ambiente, estão presentes em baixas concentrações na ordem de mg.L-1 ou μg.L-1[1]. Alguns efeitos citados na literatura pela exposição aos desrreguladores são: diminuição na eclosão de ovos de pássaros, peixes e tartarugas; feminização de peixes machos; problemas no sistema reprodutivo em peixes, répteis, pássaros e mamíferos além de alterações no sistema imunológico de mamíferos marinhos. Em seres humanos, esses efeitos incluem a redução da quantidade de esperma, o aumento da incidência de câncer de mama, de testículo e de próstata e maior disposição à endometriose[1]. A partir da identificação do problema, caracterizado pela presença de desreguladores endócrinos no meio ambiente, buscou-se realizar o estudo da utilização da SBA-15, como material zeolítico, para absorver o β-estradiol do meio. Desde a descoberta de rotas de síntese de materiais mesoporosos pelos cientistas da Mobil em 1992, estes materiais estão sendo empregados em diversas aplicações tecnológicas. A SBA-15 (Santa Barbara Amorphous-15) sílica mesoporosa ordenada, foram descobertas em 1998 por Zhao et al. O grande diâmetro dos poros (50 a 300 Å) e a espessura das parede dá ao material uma estabilidade hidrotérmica maior em comparação com a família da M41S[2]. Essas características os tornam candidatos para muitas aplicações, tais como catálise, imobilização de biomoléculas, suportes para cromatografia, adsorção e sensores de gases com semicondutores. Sendo assim, por meio de vários testes, tanto com o zeólito quanto com o hormônio, foi possível construir perfis de adsorção para descrver o comportamento das substâncias perante o processo de adsorção.

Material e métodos

A SBA-15 foi sintetizada de acordo com os procedimentos descritos por Benamor, T. et. al, em Microporous and Mesoporous Materials 153 (2012) 100– 114. Para realização do trabalho em questão, utilizou-se o material zeolítico previamente sintetizado e caracterizado. Além do β-estradiol (Sigma Aldrich, E – 4389) em concentração de 2,25 mg.mL-1. Foi possível fazer soluções em concentrações definidas (2,5 , 5 , 10 e 20 mg.L-1). A identificação do hormônio se deu por meio da análise por espectrofotômetro (UV-Vis) onde é verificado uma absorbância característica em 280 nm[4]. Testes de comportamento do hormônio foram realizados para identificar se ocorreria degradação à variadas temperaturas. Prosseguiu-se com a absorção do hormônio pela SBA-15, onde colocou-se um sistema de agitação automática para promover difusibilidade das soluções em diferentes concentrações de β-estradiol nas estruturas do material adsorvente. Estudou-se o efeito causado no processo de adsorção ao variar o pH e a temperatura. Agregou-se ao estudo, a possibilidade de recuperação do material zeolítico após o processo de adsorção do hormônio citado, aquecendo à temperaturas entre 85 a 95 °C e acidificando a solução na qual a SBA-15 já havia adsorvido o hormônio.

Resultado e discussão

A partir dos resultados obtidos nas análises feitas por espectrofotometria, plotou-se as isotermas de adsorção nas diferentes condições. Dessa forma, percebeu-se que o perfil de adsorção da SBA-15, com o uso do β-estradiol como adsorvato, é irregular e mostrou-se fora dos padrões dos perfis de adsorção frequentemente estudados com outros tipos de substâncias. Identificou-se as principais influências no processo de adsorção, ou seja, diferentes temperaturas e faixas de pH. Observou-se as diferenças de concentração formadas com a ocorrência da adsorção, sendo assim verificou-se que o material zeolítico realizou a remoção de parte do hormônio do meio, sendo muito variável, dependendo da concentração do hormônio, do pH do meio e da temperatura do sistema. Porém, não obteve-se uma metodologia que gerou o processo inverso, onde haveria a dessorção do hormônio da estrutura zeolítica. Tendo em vista que, o processo de dessorção seria interessante para acresentar ao estudo, além da possível fonte de regeneração da SBA-15, objetivando sua reutilização.

Capacidade do zeólito de adsorver o beta-estradiol em soluções com diferenças de temperaturas.


Capacidade do zeólito adsorver o hormônio em soluções com diferentes pH's.

Conclusões

Conforme desenvolveu-se o trabalho, concluiu-se que o material zeolítico (SBA- 15) não correspondeu de forma padrão ao processo de adsorção quando utiliza-se como adsorvato o desregulador endócrino o β-estradiol. Sendo assim, não alcançou-se uma descrição para o perfil de adsorção do sistema montado, de forma a ser analisado com base nos já existentes na literatura, então analisou-se de forma individual as influências resultantes no processo. Porém, foi mostrado que, a SBA-15 não é um material adsorvente ideal para se remover um desregulador endócrino presente no meio ambiente.

Agradecimentos

Ao Instituto de Química da Universidade de Brasília pelo apoio institucional, ao CNPq pela bolsa de Iniciação Científica concedida e ao Prof. Dr. Gesley Martins.

Referências

[1] Desreguladores endócrinos no meio ambiente: efeitos e consequências. Quim. Nova, Vol. 30, No. 3, 651-666, 2007.
[2] Benamor, T.; Vidal, L.; Lebeau, B.; Marichal, C.; Influence of synthesis parameters on the physico-chemical characteristics of SBA-15 type ordered mesoporous silica, Microporous and Mesoporous Materials 153 (2012) 100–114.
[3] SBA-15, International Zeolite Association. Disponível em: http://www.iza-online.org/
[4] Estradiol. PubChem. National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine, USA. Disponível em: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5757?from=summary#section=Top
[5] Zhang Y.; Zhou J. L. Remove of estrone and 17 β-estradiol from water by adsorption. Department of Biology and Environmental Science, School of Life Sciences, University of Sussex, UK. Water Research 39 (2005) 3991-4003.