Avaliação da eficiência de remoção dos fármacos atenolol, cimetidina e dexametasona em tratamentos de água por cloração e ozonólise.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Santo, D.R.E. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO) ; Quaresma, A.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO) ; Sousa, B.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO) ; Afonso, R.J.C.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO)

Resumo

O uso crescente de fármacos nos últimos anos intensificou a frequência de detecção destas moléculas em amostras ambientais. Estas substâncias, encontradas no meio ambiente em concentrações na ordem de nanogramas a microgramas por litro, são classificadas como microcontaminantes de preocupação emergente (MPE). Apesar do desenvolvimento das tecnologias de tratamento de águas para obtenção de água potável, verificou-se que os MPE persistem em águas tratadas. Assim, tecnologias visando remoção de MPE estão sendo estudadas. Diante disso, este trabalho avaliou, em escala de bancada, a eficiência de degradação e mineralização dos fármacos atenolol, cimetidina e dexametasona submetidos aos tratamentos de água por cloração e ozonólise

Palavras chaves

fármacos; cloração ; ozonólise

Introdução

Pesticidas, produtos de higiene pessoal, plastificantes, produtos de uso veterinário, compostos desreguladores endócrinos e produtos farmacêuticos fazem parte de um conjunto de substâncias denominadas microcontaminantes de preocupação emergente (MPE). Estes MPE são encontrados no meio ambiente em concentrações da ordem de nanogramas a microgramas por litro e chamam a atenção da comunidade científica devido à potenciais efeitos indesejados à saúde humana e ao ecossistema (MATAMOROS et al., p. 35, 2015; CAI et al., p.188, 2014; MIAO, H et al., p.156, 2015). Vários estudos relataram a presença de fármacos em águas residuais e superficiais. Isso ocorre pois, como os fármacos não são completamente metabolizados no organismo, são excretados pela urina e fezes na forma inalterada ou como metabólito. Dessa maneira, o esgoto doméstico contribui de forma significativa para a entrada de fármacos no meio ambiente (COLLADO et al., p. 202, 2014; TAY et al., p. 23 ,2015). Estudos apontam que os MPE não são completamente removidos durante os tratamentos empregados na maioria das estações de tratamento de água, assim, diversas tecnologias estão sendo estudadas com a finalidade de aumentar a eficiência de remoção dos mesmos. Entre essas tecnologias tem-se a cloração e a ozonólise, que demonstram ser eficientes na remoção de fármacos melhorando a qualidade final da água após o tratamento convencional (EL NAJJAR et al., p.138, 2014; CHENG et al., p. 283, 2015). Desse modo, muitos estudos estão sendo conduzidos para analisar o comportamento de fármacos frente a estes tratamentos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar, em escala de bancada, a degradação dos fármacos atenolol, cimetidina e dexametasona quando submetidos aos tratamentos oxidativos de cloração e ozonólise.

Material e métodos

Os ensaios de tratamento por cloração e ozonólise foram realizados em frascos âmbar com capacidade para 20mL. Cada frasco representou uma amostra do tempo de tratamento. Os fármacos foram avaliados separadamente. A concentração inicial dos fármacos nos frascos foi igual a 10mg/L. As soluções foram mantidas sob agitação, utilizando barra magnética, durante tempos determinados (0, 5, 10, 20 e 30 minutos), porém no tempo 0 não houve contato entre os fármacos e os agentes oxidantes. No tratamento por cloração utilizou-se hipoclorito de sódio (NaOCl) a 10mg/L e para ozonólise, solução saturada de ozônio (O3) a 8mg/L. Os experimentos foram realizados em solução com água ultrapura e em triplicata. A eficiência de mineralização foi avaliada por Carbono Orgânico Total (TOC-L SHIMADZU®) e a avaliação de degradação dos fármacos foi realizada por espectrometria de massa de baixa resolução (LCMS-8040 SHIMADZU®).

Resultado e discussão

O cálculo da porcentagem de matéria orgânica foi baseado no tempo de 0 minutos, onde os fármacos não tiveram contato com NaClO ou O3 , sendo assim, não houve mineralização neste tempo. Os valores de mineralização foram obtidos por diferença entre o COT no tempo 0 e os valores obtidos nos demais tempos. Observou-se que no tratamento por cloração os fármacos estudados não foram totalmente mineralizados. Após 5 minutos de cloração os fármacos atenolol, cimetidina e dexametasona tiveram mineralização de 3,15%, 11,59% e 6,86%, respectivamente, que permaneceram mesmo após 30 minutos de tratamento. No tratamento por ozonólise, novamente, não foi observada mineralização completa de nenhum fármaco. O maior valor de mineralização, após 30 minutos, foi de 15,42% para o fármaco dexametasona e o menor foi de 3,72% para o atelonol. Portanto, ambos os tratamentos estudados não se mostraram eficazes na mineralização dos três fármacos em questão. As taxas de degradação dos fármacos submetidos ao tratamento de cloração e ozonólise foram calculadas comparando os valores da intensidade de cada íon protonado dos fármacos, obtida no espectro de massa gerado no equipamento LCMS-8040, com a intensidade absoluta do tempo inicial 0. Apenas o fármaco cimetidina foi degradado completamente nos dois tratamentos propostos. No entanto, observou-se aumento das taxas de degradação de atenolol e dexametasona com o decorrer do tempo dos tratamentos. Ao comparar a eficiência de degradação entre os tratamentos estudados, notou-se que para estes fármacos as maiores taxas foram obtidas no tratamento por ozonólise.

Eficiência de mineralização e degradação no tratamento de água por cloração para os três fármacos em estudo.


Eficiência de mineralização e degradação no tratamento de água por ozonólise para os três fármacos em estudo.

Conclusões

É possível afirmar que os tratamentos de cloração e ozonólise são capazes de remover atenolol, cimetidina e dexametasona com uma baixa taxa de mineralização e alta taxa de degradação. Apenas cimetidina foi degradado completamente nos dois tratamentos. Já para atenolol e dexametasona, o tratamento de ozonólise apresentou maior eficiência de degradação.

Agradecimentos

UFOP, CAPES, FAPEMIG, FINEP e CNPq

Referências

CAI, M.-Q.; ZHANG, L.-Q.; FENG, L. Influencing factors and degradation behavior of propyphenazone and aminopyrine by free chlorine oxidation. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 244, p. 188–194, 2014.
CHENG, H. et al. Chlorination of tramadol: Reaction kinetics, mechanism and genotoxicity evaluation. Chemosphere, v. 141, p. 282–289, 2015.
COLLADO, N. et al. Pharmaceuticals occurrence in a WWTP with significant industrial contribution and its input into the river system. Environmental Pollution, v. 185, p. 202–212, 2014.
EL NAJJAR, N. H. et al. Kinetics of paracetamol oxidation by ozone and hydroxyl radicals, formation of transformation products and toxicity. Separation and Purification Technology, v. 136, p. 137–143, 2014.
MATAMOROS, V. et al. Capability of microalgae-based wastewater treatment systems to remove emerging organic contaminants: A pilot-scale study. Journal of Hazardous Materials, v. 288, p. 34–42, 2015.
MIAO, H. et al. Transformation of aminopyrine during ozonation: Characteristics and pathways. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 279, p. 156–165, 2015.
TAY, K. S.; MADEHI, N. Science of the Total Environment Ozonation of o floxacin in water : By-products, degradation pathway and ecotoxicity assessment. Science of the Total Environment, v. 520, p. 23–31, 2015.