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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2014.tde-24042015-155745
Documento
Autor
Nome completo
Caroline Pereira Katsumata
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2014
Orientador
Banca examinadora
Teixeira, Antonio Carlos Silva Costa (Presidente)
Faria, Luis Fernando Figueiredo
Giongo, Carolina Vautier Teixeira
Título em português
Degradação de fármacos em meio aquoso por meio de fotólise e peroxidação fotoassistida.
Palavras-chave em português
Fotólise
Peroxidação fotoassistida
Processo oxidativos avançados
Resumo em português
Estudou-se a degradação dos fármacos acetaminofeno (ACT), atenolol (ATL), bezafibrato (BZF), diclofenaco (DIC) e ibuprofeno (IBU) em solução aquosa através de fotólise e peroxidação fotoassistida. As soluções foram caracterizadas antes e após os processos de fotólise e UV/H₂O₂ quanto à degradação dos fármacos e à remoção de carbono orgânico total. Também foi avaliada a degradação por fotólise dos fármacos em uma matriz real (efluente de estação de tratamento de esgoto, ETE). Os experimentos foram realizados em um reator anular com lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão de 36 ou 75 W e concentrações iniciais de 5 ou 20 mg L⁻¹ de cada fármaco, em mistura e individualmente, no caso dos estudos de fotólise UV. Os resultados mostraram absorção de radiação UV (254 nm) pelo ACT superior à dos demais fármacos (€=8990 L mol⁻¹ cm⁻¹), e comparativamente inferior para o ATL e IBU (€=725 e 1080 L mol⁻¹ cm⁻¹, respectivamente). Não houve degradação por hidrólise após 24h em qualquer pH. O DIC e o BZF degradaram-se mais rapidamente, independentemente do processo fotoassistido. As concentrações de DIC nos experimentos realizados com [DIC]0=5 mg L⁻¹ ficaram abaixo do limite de detecção após 20 minutos de irradiação. Na presença de H H₂O₂ as concentrações dos contaminantes ficaram abaixo do limite de detecção após 50 minutes para concentrações iniciais de 20 mg L⁻¹. Os resultados dos ensaios de toxicidade nos experimentos realizados com a mistura de fármacos mostraram valores de CE50 inferiores aos valores obtidos nos experimentos com a solução dos fármacos individuais. Os valores de TOC apresentaram redução de até 13% ao final de 120 minutos, o que comprova a persistência dos produtos de degradação. A degradação por fotólise UV do ATL e do ACT ocorreu mesmo em efluente de ETE, sendo a eficiência desse processo semelhante à obtida usando-se água como matriz. Esses resultados são úteis para compreensão da remediação de águas e efluentes contendo esses contaminantes emergentes por meio de processos foto-oxidativos.
Título em inglês
Degradation of pharmaceuticals compounds in aqueous medium by photolysis and photoassisted peroxidation.
Palavras-chave em inglês
Advanced oxidation process
Degradation
Peroxidation photo-assisted
Photolysis
Resumo em inglês
This work aimed at studying the degradation of the following pharmaceutical compounds in aqueous solution by means of photolysis and photoassisted peroxidation: acetaminophen (ACT), atenolol (ATL), bezafibrate (BZF), diclofenac (DIC), and ibuprofen (IBU). Solutions were characterized before and after photolysis and UV/H2O2 processes regarding drug degradation and total organic carbon removal. In addition, the photolysis of the pharmaceutical compounds was investigated in a real wastewater matrix (effluent from a sewage treatment plant, STP). The experiments were carried out in an annular photochemical reactor equipped with a low pressure mercury lamp (36 or 75 W) and initial solution concentrations of 5 and 20 mg L-1 of each drug, for the mixture and individual compounds, in the case of UV photolysis studies. The results revealed higher absorption of UV radiation (254 nm) by ACT than that shown by the other pharmaceutical compounds (=8990 L mol-1 cm-1), and comparatively lower for ATL and IBU (=725 and 1080 L mol-1 cm-1, respectively). No hydrolysis was observed after 24 hours at any pH. The degradation of DIC and BZF was faster, regardless the photoassisted process. DIC concentrations in the experiments carried out with [DIC]0=5 mg L-1 were below the detection limit after 20 minutes of irradiation. In the presence of H2O2, contaminant concentrations were below the detection limit after 50 minutes of irradiation for initial concentrations of 20 mg L-1. The results of the toxicity assays for the experiments carried out with the mixture of pharmaceutical compounds showed CE50 values lower than those obtained with the compounds individually. TOC removals up to 13% after 120 minutes were obtained, therefore confirming the formation of persistent degradation products. In the case of ATL and ACT, UV degradation occurred even in STP wastewater and the efficiency of the process was similar to that obtained with pure water. The results obtained in this study are useful to understand the treatment of water and wastewater contaminated with this class of emerging pollutants by means of photo-oxidative process.
 
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Data de Publicação
2015-04-29
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • Pereira-Katsumata, C., et al. Tratamento de água contaminada com fármacos por meio de fotólise UV e UV/H2O2 (trabalho completo aprovado para participação no evento). In XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química (XX COBEQ), Florianópolis (SC), 2014. Anais., 2014. Resumo.
  • Pereira, C., et al. Tratamento de Água Contaminada com Fármacos por meio de Fotólise UV. In 7º Encontro sobre Aplicações Ambientais de Processos Oxidativos Avançados/1º Congresso Iberoamericano de Processos Oxidativos Avançados, Recife, 2013. Abstracts., 2013. Resumo.
  • Silva, M.P., et al. Estudo da hidrólise e fotólise do pesticida atrazina: degradação e toxicidade. In 7º Encontro sobre Aplicações Ambientais de Processos Oxidativos Avançados/1º Congresso Iberoamericano de Processos Oxidativos Avançados, Recife, 2013. Abstracts., 2013. Resumo.
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