AVALIAÇÃO DO PH NA ADSORÇÃO DE PARACETAMOL EM CARBONO ATIVADO

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Cavalcante, M.R.S. (UFERSA) ; Conrado, N.M. (UFERSA) ; Sousa, A.L.B. (UFC) ; Penha, V.C.S. (UFERSA) ; Sousa, D.I.S. (UFERSA) ; Maia, D.A.S. (UFC) ; Barbosa, A.R.S. (IFRN) ; Bezerra, D.P. (IFRN) ; Rios, R.B. (UFERSA) ; Silva, F.W.M. (UFERSA)

Resumo

O presente estudo tem o intuito de investigar a adsorção de paracetamol em carbonos ativados a partir de soluções aquosas sob diferentes pHs. Foram testadas amostras de carbono ativado comercial (CAC) e de carbono ativado sintetizado (CAS). Foi realizada a caracterização dos adsorventes em relação ao ponto de carga zero (pHpcz). Em seguida, foi estudado o efeito do pH com objetivo de identificar em qual meio (pH ideal) a adsorção do fármaco é favorecida. Consecutivamente, foram feitos os experimentos de cinética de adsorção no pH 2 (ideal) e no pH 6,43 (pHpcz) para o adsorvente CAC. Já para o adsorvente CAS foram feitas cinéticas em pH 2 (ideal) e em pH 7,17 (pHpcz). Com os resultados, foi possível concluir que o pH de solução pouco influencia na capacidade de adsorção.

Palavras chaves

Adsorção; Paracetamol; pH de Solução

Introdução

O uso de fármacos tem crescido cada vez mais, por consequência do desenvolvimento da medicina e do aumento da expectativa de vida e, consequentemente, uma grande quantidade desses produtos vem sendo descartados de forma inadequada, ocorrendo, assim, poluição nos corpos hídricos, principalmente em águas superficiais e mananciais. Vários estudos têm apontado que as substâncias de origem farmacêutica, muitas vezes, não são completamente eliminadas durante o tratamento de águas residuais e também não são biodegradadas no ambiente, constituindo assim mais um contaminante emergente persistente (BILA et al., 2003; HERNANDEZ et al., 2006; TUNDISI, 2013). Além disso, sabe-se que esses compostos, mesmo em baixas concentrações, podem desregular o sistema endócrino dos animais, além de interferir e modificar as funções fisiológicas de um organismo devido à semelhança estrutural com hormônios e antibióticos, podendo levar à resistência bacteriana (PAGSUYOIN et al., 2012). A remoção de fármacos da água potável só é segura se for utilizada tecnologias avançadas. A adsorção em carbono ativado é um dos processos de tratamento que vem sendo amplamente estudado e tem demonstrado ser uma boa alternativa para a remoção de compostos recalcitrantes (RIVERA-UTRILLA et al., 2013). O paracetamol é um dos fármacos mais estudados na remoção por adsorção. Por ser um medicamento muito utilizado para combater a dor e febre, e ser vendido sem a necessidade de prescrição médica, é portanto, um dos fármacos mais liberados no meio ambiente (BERNAL et al., 2017). Nesse contexto, esse trabalho tem como objetivo avaliar a capacidade de adsorção do paracetamol a partir de solução aquosa em carbonos ativados, avaliando o efeito do pH da solução.

Material e métodos

MATERIAIS: -Adsorvato: O adsorvato utilizado foi o paracetamol sob forma pulverizada com pureza nominal de 100%, fornecido pela empresa FAGRON. As soluções aquosas foram preparadas com água milli Q em pH e concentrações desejadas. -Carbonos Ativados: Para a realização dos experimentos, foi utilizado uma amostra de carbono ativado comercial (CAC) denominada por WV1050, fabricada pela empresa Mead- Westvaco (EUA) (RIOS, 2015). Para efeito de comparação, foi utilizada uma amostra de carbono ativado sintetizada (CAS), denominada A10a Xp=0,9, preparada por ativação química a partir de caroço de pêssego (MAIA et al., 2018). MÉTODOS: -Determinação do Potencial de Carga Zero (pHPCZ): O adsorvente foi caracterizado de acordo com seu ponto de carga zero (pHpzc). O ponto de carga zero é o pH em que as cargas positivas e negativas na superfície do adsorvente se igualam, ou seja, a carga líquida é nula. A metodologia experimental está descrita em CONRADO et al. (2019). -Estudo do pH de Solução O teste de pH foi realizado para determinar em qual meio concede maior capacidade de adsorção do paracetamol nos adsorventes. Os pH’s avaliados foram 2, 5, 8, 11 e o pHpcz. -Cinética de Adsorção Os experimentos foram feitos sob temperatura constante de 30oC. Foram pesadas amostras de 0,01 g do adsorvente, e logo foram colocadas em contato com 20 mL da solução aquosa do paracetamol em concentração inicial de 100 mg/L justados nos pHs analisados (2 e 6,43 para o CAC, e 2 e 7,17 para o CAS). A escolha dos pHs foi com base nos resultados dos testes de pH e do pHpcz. Para maiores detalhes sobre a metodologia experimental empregada, sugerimos consultar CONRADO et al. (2019).

Resultado e discussão

- Ponto de Carga Zero (pHPCZ): O ponto de carga zero é um importante parâmetro para fazer analogia com o pH da solução em contato com o adsorvente. No presente trabalho foi obtido pHpcz= 6,43 para o CAC e pHpcz = 7,17 para o CAS. -Estudo do pH de Solução: Na Tabela 1 estão apresentadas as quantidades adsorvidas de paracetamol em relação aos pHs estudados. Para a amostra comercial (CAC) o pH 2 foi o ideal, permitindo obter capacidade de adsorção de 85,29 mg/g. Já para amostra sintetizada (CAS), o pHpcz 7,17 foi o que permitiu uma maior capacidade de adsorção (74,38 mg/g). Contudo, as diferenças nas capacidades de adsorção (com exceção do pH 11) são pequenas e, pois, pode-se dizer que o pH de solução tem influência pequena na adsorção. -Cinética de Adsorção: Os dados experimentais relativos às cinéticas de adsorção do paracetamol são apresentados na Figura 1. Foram utilizados, para o CAC, o pH ideal (pH 2) e o pHpcz (pH 6,43). Paralelamente, foram utilizados o pH 2 e o pH ideal (pHpcz 7,17) para o CAS. De acordo com os experimentos da cinética, pode-se comprovar que o pH pouco influencia na adsorção do fármaco, pois as quantidades adsorvidas foram bem próximas, independentemente do pH, principalmente para o CAS, conforme previsto pelo estudo do pH de solução. A partir das curvas, obtém-se que o tempo para atingir o equilíbrio foi de 720 e 600 min para os adsorventes CAC e CAS, respectivamente.

Conclusões

Foi possível constatar, com a realização dos experimentos, que o efeito do pH de solução pouco interfere na adsorção do fármaco para ambas as amostras de carbono. Avaliando a cinética, foi possível constatar que o tempo de contato necessário para atingir o equilíbrio foi de 600 e 720 min. Em relação a quantidade adsorvida, a amostra comercial teve maior capacidade de remoção. Tendo em vista os dados experimentais obtidos nesse estudo, pôde-se concluir que o pH de solução não influencia na adsorção de paracetamol para as amostras de carbono ativado avaliadas.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Grupo de Pesquisa em Separações por Adsorção (GPSA) da Universidade Federal do Ceará (UFC) por gentilmente nos fornecer as amostras de carbono ativado e a água Milli-Q.

Referências

BERNAL, VALENTINA et al. Effect of solution pH on the adsorption of paracetamol on chemically modified activated carbons. Molecules, v. 22, n. 7, p. 1032, 2017.

BILA, D. M.; DEZOTTI, M. Farmacos no meio ambiente. Química Nova. p. 523-530, 2003.

CONRADO, N. M.; CAVALCANTE, M. R. S.; SILVA, F. W. M. Remoção de Paracetamol de Solução Aquosa em Carbono Ativado. Trabalho de Conclusão de Curso – artigo acadêmico. Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró-RN, 2019.

HERNANDEZ, F.; SANCHO, J. V.; IBANEZ, M.; GUERRERO, C. Antibiotic residue determination in environmental waters by LC-MS. Trends in Analytical Chemistry. p.466-485, 2006.

MAIA et al., 2018, CO2 gas-adsorption calorimetry applied to the study of chemically activated carbons. Chemical Engineering Research and Design, v. 136, p. 753–760, 2018.

PAGSUYOIN, S. A. et al. Predicting edc concentrations in a river mixing zone. Chemosphere, v. 87, n. 10, p. 1111–1118, 2012.

RIOS, R. B. Avaliação da separação de CO2-N2 para fins de captura através de medidas em leito fixo e de simulações. 2015. Tese (Doutorado), Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.

RIVERA-UTRILLA, J. et al. Pharmaceuticals as emerging contaminants and their removal from water. A review. Chemosphere, v. 93, n. 7, p. 1268-1287, 2013.

TUNDISI, J. G. Água no século XXI: enfrentando a escassez. Sao Carlos: Rima, 2005: 248. USEPA- United States Environmental Protection Agency. Pharmaceuticals and Personal Care Products (PPCPs), Water, 2013.