Avaliação da eficiência de diferentes POA para promover a degradação de uma mistura aquosa dos fármacos meloxicam e tenoxicam
AUTORES: Silva, F.S. (UFPE) ; Santana, R.M.R. (UFPE) ; Honorato, F.A. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE)
RESUMO: A presença de compostos farmacêuticos nos mananciais vem sendo uma preocupação mundial. Sabendo-se que estes compostos não se degradam facilmente, busca-se alternativas para tratamento destes contaminantes. Assim, neste trabalho, avaliou- se a degradação de uma mistura de fármacos via processo Fenton e foto-Fenton utilizando como fonte de ferro a hematita. Para se obter uma maior eficiência foram avaliados variáveis como faixa de pH e concentração de H2O2, que conduziram a melhores resultados quando empregadas concentrações iguais a 3-4 e 100 mg.L-1, respectivamente. Os resultados demonstraram que o uso da radiação UV-C foi favorável ao processo de degradação do meloxicam e tenoxicam alcançando degradação acima de 80%.
PALAVRAS CHAVES: Fenton; Foto-Fenton; Hematita
INTRODUÇÃO: A presença de compostos farmacêuticos em corpos d’água vem sendo detectada e considerada um problema global. Estes compostos não conseguem ser devidamente tratados pelos métodos convencionais empregados em estações de tratamento de efluentes (MAHJOUB; CHMENGUI, 2021). Trabalhos descritos na literatura vêm propondo alternativas para remover estes contaminantes de forma efetiva. Os processos oxidativos avançados (POA) se destacam pela capacidade que possuem em mineralizar as moléculas dos contaminantes formando idealmente água, dióxido de carbono e sais inorgânicos. Isto ocorre por meio do emprego de fortes agentes oxidantes, como peróxido de hidrogênio, que através de diferentes rotas de reação são decompostos em radicais reativos (NAPOLEÃO; SANTANA, 2021). Dentre os tipos de POA mais estudados estão a fotoperoxidação (que combina uma fonte luminosa com peróxido de hidrogênio formando radicais hidroxilas reativos) e os processos Fenton e foto-Fenton (que usam catalisadores de ferro para auxiliar na decomposição do peróxido de hidrogênio, combinado ou não a uma fonte luminosa) (ZHU et al. 2018). Ressalta-se que muitos poluentes são fotossensíveis e por isso, utilizar uma fonte de radiação pode melhorar a eficiência do tratamento (CAVALCANTI et al., 2022; YANG et al., 2019). O uso de catalisadores acelera o tempo de reação e estes podem ser homogêneos ou heterogêneos a depender da forma que estão dispostos no meio reacional. Sabendo-se que os POA são capazes de degradar vários contaminantes orgânicos, avaliar qual sistema é mais adequado para cada composto é de fundamental importância. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a degradação da mistura dos fármacos meloxicam e tenoxicam via POA, usando hematita como catalisador.
MATERIAL E MÉTODOS: A solução de trabalho foi preparada contendo a mistura do meloxicam (massa molar 351,4 g.mol-1) e tenoxicam (massa molar 337,37 g.mol-1) com 10 mg.L-1 de concentração de cada. Os ensaios de degradação foram conduzidos utilizando 50 mL da mistura dos fármacos, sendo dispostos em béqueres de vidro com capacidade em volume de 100 mL durante 120 min experimentais. Os POA empregados para a degradação da mistura dos fármacos meloxicam e tenoxicam foram Fenton e foto-Fenton heterogêneo empregando a hematita (Fe2O3) como catalisador. Os ensaios foram conduzidos com a massa do catalisador fixada em 25 mg e variando a concentração do agente oxidante, o peróxido de hidrogênio 30% v/v (Química Moderna), em 50, 80 e 100 mg.L-1 e a faixa de pH da solução, com ajuste entre 3-4 e 4-5. Para o processo foto-Fenton empregou-se um reator de bancada com 3 lâmpadas UV-C em série, conforme descrito por Zaidan et al. (2017). As amostras, antes e após a realização dos ensaios de degradação, foram quantificadas no espectrofotômetro de UV/Vis (equipamento da ThermoScientific) no comprimento de onda igual a 366 nm, previamente selecionado. Após a obtenção dos resultados dos ensaios, os dados foram tratados e plotados no software Origin pro 2021.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A avaliação da degradação da mistura dos fármacos meloxicam e tenoxicam foi realizada para duas faixas de pH e por dois diferentes processos, conforme apresentado na Figura 1. A variação da faixa de pH para os processos Fenton só foi possível ser aplicada tendo em vista que a fonte de Fe utilizada no sistema foi a hematita (catalisador sólido), não ocorrendo assim a precipitação dos íons de Fe. Verifica-se, conforme Figura 1, que o uso da radiação UV-C promoveu degradações superiores a 60% da mistura dos fármacos em estudo. Ficou demonstrado assim a maior eficiência do POA foto-Fenton quando comparado ao processo Fenton, tanto para pH entre 3-4, quanto para entre 4-5. Isto pode ser justificado pelo aumento da geração de radicais hidroxilas através da quebra hemolítica do agente oxidante pela radiação UV-C (AQUINO et al., 2019). Para a faixa de pH entre 3-4 (Figura 1(a)), a variação da concentração do agente oxidante no sistema foto-Fenton/hematita/UV-C ocasionou progressivo aumento do percentual de degradação, alcançando 79,87% com 100 mg.L-1 de H2O2. Já para o pH entre 4-5, nota-se uma estabilização nos percentuais de degradação com a variação da concentração de agente oxidante. Com relação aos ensaios conduzidos para a reação de Fenton, não se verificou degradação da solução dos fármacos para as condições avaliadas. Desta forma, pode-se afirmar que o uso da radiação UV-C nos POA foi favorável a degradação da mistura dos fármacos, visto que permitiu alcançar percentuais acima de 65,5%.
Figura 1:
Avaliação dos sistemas Fenton e foto-Fenton a) em pH 3-4; b) em pH 4-5
CONCLUSÕES: Diante do exposto, observou-se que o processo foto-Fenton empregando radiação UV-C e hematita como catalisador se mostrou eficiente para o tratamento da mistura de fármacos meloxicam e tenoxicam. Comparando-se os sistemas, verificou-se que o uso da radiação favoreceu a degradação da mistura dos fármacos estudados. Além disso, não se percebeu efeitos significativos ao aumentar o volume do peróxido de hidrogênio em pH 4-5. As melhores condições para tratar são 100 mg.L-1 de peróxido de hidrogênio, pH 3-4 e 25 mg de hematita, utilizando radiação UV-C, permitindo alcançar percentuais de
AGRADECIMENTOS: FADE/UFPE, NUQAAPE/FACEPE (APQ-0346-1.06/14), FACEPE.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AQUINO, R. V. S.; BARBOSA, A. A.; CARVALHO, R. F.; SILVA, M. G.; NASCIMENTO JÚNIOR, W. J.; SILVA, T. D.; SILVA, J. P.; ROCHA, O. R. S. Degradation study of tris(2-butoxyethyl) phosphate with TiO[sub]2[/sub] immobilized on aluminum meshes employing artificial neural networks. [b]Water science and technology [/b] v. 80, p. 1163–1173, 2019.
CAVALCANTI, V. O. M.; SANTANA, R. M. R.; SILVA, F. S.; LUCENA, A L. A.; LIMA, V. E.; MELO NETO, A. A.; NASCIMENTO, G. E., NAPOLEÃO, D. C. Degradation of mixtures of pressure-regulating drugs present in different matrices using magnetite/Fenton. [b]Chemical Papers[/b], 2022.
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ZAIDAN, L. E. M. C.; PINHEIRO, R. B.; SANTANA, R. M. R.; CHARAMBA, L. V. C.; NAPOLEÃO, D. C.; SILVA, V. L. Evaluation of efficiency of advanced oxidative process in degradation of 2-4 dichlorophenol employing UV-C radiation reator. [b]REGET[/b], v.21, n.2, p.147-157, 2017.
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