Utilização dos processos UV/H2O2 e foto-Fenton na degradação do fármaco Paracetamol

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Oliveira, M.A.S. (IFPE) ; Nascimento, G.E. (UFPE) ; Silva, P.K.A. (UFPE) ; Silva, J.C. (UFPE) ; Santana, R.M.R. (UFPE) ; Cavalcanti, V.O.M. (FACULDADE DOS GUARARAPES) ; Motta Sobrinho, M.A. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE)

Resumo

A presença de fármacos tem sido observada em efluentes de ETE e em corpos hídricos, em concentrações variadas, que causam prejuízos ao meio ambiente, mesmo em pequenas concentrações. Dentre os fármacos está o paracetamol, o qual é amplamente consumido e pode apresentar uma certa toxicidade quando disposto no meio ambiente de forma inadequada. Um dos tratamentos consolidados na conversão de poluentes persistentes em CO₂ e água, são os processos oxidativos avançados (POA), com destaque para ação UV/H₂ O₂ e o foto-Fenton. Neste trabalho avaliou-se a eficiência destes dois processos na degradação de soluções aquosas contendo paracetamol e verificou-se que o processo foto-Fenton foi mais eficiente, sobretudo no que diz respeito a degradação do grupo aromático.

Palavras chaves

Foto-Fenton; Paracetamol; UV/H2O2

Introdução

No setor industrial, há um crescente desenvolvimento de novos produtos. A indústria farmacêutica é um exemplo disso, pois produz toneladas de remédios por ano (HUANG et al., 2011). Contudo, estes compostos precisam ser corretamente destinados após sua utilização, pois existe um grande descarte de fármacos não metabolizados em efluentes domésticos e industriais, o que interfere diretamente na qualidade dos recursos hídricos (MANSOUR et al., 2016; VOGNA et al., 2002). Com a presença de compostos como os fármacos, nos efluentes que são destinados às estações de tratamento de efluentes (ETE), as quais empregam processos biológicos e físico-químicos que por vezes só reduzem a carga poluidora, não conseguindo degradar compostos recalcitrantes como os fármacos, sendo necessário o uso de tratamentos eficientes na degradação destes compostos. Um dos tratamentos que atuam nesse sentido são os processos oxidativos avançados (POA), uma vez que são capazes de converter os micropoluentes em CO₂ e água (BRITO; SILVA, 2012; USEPA, 2009). Dentre os POA mais utilizados está o foto-Fenton, que funciona como um método de degradação para diversos tipos de poluentes, incluindo paracetamol, que segundo Napoleão et al. (2015), foi possível a degradação completa dessa substância em concentrações inferiores a 10 mg·L^-1. Porém, são necessários avaliar diversos fatores, como a concentração de peróxido de hidrogênio, para que aumentem a eficiência do processo foto-Fenton, sem alterar as reações envolvidas no processo (REINA et al., 2012). Com isso, o presente trabalho teve o intuito de avaliar a aplicação do POA foto-Fenton e UV/H₂O₂ na degradação de solução aquosa contendo o fármaco paracetamol.

Material e métodos

Fármaco e metodologia analítica. O princípio ativo do fármaco Paracetamol empregado neste estudo foi cedido pela Farmácia Escola da Universidade Federal de Pernambuco. Para determinação dos comprimentos de onda de máxima absorbância (λ_máx) e espectros de varredura das amostras antes e após a degradação, utilizou-se um espectrofotômetro de ultravioleta/visível (marca Thermoscientific, modelo Genesys 10UV) operando em faixa de comprimento de onda entre 190 e 1100 nm. Degradação do fármaco. Para identificação do tipo de processo oxidativo avançado (POA) que apresentou maior eficiência de degradação do fármaco em estudo, foram testados os processos: UV/H₂O₂ e foto-Fenton, utilizando um reator fotoquímico de bancada equipado com três lâmpadas UV-C (Philips), dispostas em paralelo, com potência de 30W cada uma. Para a realização dos experimentos, foram utilizados béqueres com capacidade de 100 mL, aos quais foram adicionados 50 mL da solução do fármaco na concentração de 10 mg·L^-1. As condições utilizadas nos experimentos foram: concentração de peróxido de hidrogênio ([H₂O₂]) de 53 mg·L^-1, concentração de ferro ([Fe]) de 1 mg·L^-1, pH entre 5 e 6 (solução natural) em um intervalo de tempo de exposição à radiação de 10 a 180 minutos. A avalição da degradação do composto foi feita através de varredura espectral (scan).

Resultado e discussão

Método analítico. Os comprimentos de onda característicos (λ) observados a partir da varredura espectral da solução de 10 mg·L^-1 do princípio ativo do fármaco paracetamol foram de 201 e 242 nm, sendo este último pico observado na mesma faixa (entre 240 e 250 nm) que a encontrada por Maluf et al. (2008). O scan obtido pode ser visualizado na Figura 1. Degradação do fármaco. Inicialmente, com auxílio de um radiômetro (Emporionet) foi medida a emissão de fótons do reator, sendo esta igual a 1,98x10^-3 W·cm^-2. Os resultados das varreduras espectrais das amostras antes e após a degradação do paracetamol empregando os processos UV/H₂O₂ e foto-Fenton utilizando radiação UV-C no intervalo de tempo de 10 a 180 minutos estão apresentados na Figura 2. De acordo com a análise da Figura 2, verificou-se que o processo foto-Fenton foi mais eficiente que o processo UV/H₂O₂ na degradação do fármaco paracetamol, uma vez que para este processo pode-se observar um maior decaimento da absorbância ao longo do tempo. Estes resultados corroboram o que foi evidenciado por Napoleão et al., 2013, que constataram que o processo foto-Fenton, empregando radiação UV-C, foi mais eficiente na degradação do mesmo fármaco. Vale ressaltar ainda que a maior eficiência do processo foto-Fenton frente ao POA UV/H₂O₂ se dá sobretudo em 201 nm, comprimento de onda este característico dos grupos aromáticos, que são responsáveis por conferir toxicidade ao composto quando descartado de forma inadequada no ambiente.

Espectro de varredura inicial do Paracetamol.


Espectros de varredura antes e após a degradação do fármaco paracetamol pelos processos: A - UV/H2O2 e B - foto-Fenton, utilizando radiação UV-C.

Conclusões

O presente estudo permitiu verificar que a variação da concentração de peróxido de hidrogênio influencia na degradação do corante amarelo crepúsculo, sendo encontrada como condição ótima da concentração de peróxido de hidrogênio de 30 mg·L-1, nas condições estudadas. Este estudo é de suma importância para redução de custos, com base no uso necessário do reagente sem excesso.

Agradecimentos

Os autores agradecem a empresa F. Trajano pelo fornecimento do corante, a CAPES, FADE/UFPE e NUQAAPE/FACEPE.

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