Predição e priorização de antibióticos para estudos de remoção do meio aquoso empregando biocarvões ativados preparados a partir de resíduos de biomassas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Barros, Lucelia Alcantara [UNIFESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de São Paulo
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Poluentes emergentes; Amoxicilina; Cefalexina; Ciprofloxacino; Adsorption; Emerging pollutants; Amoxicillin; Cephalexin; Ciprofloxacin
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11600/71317

A segurança hídrica planetária tem sido impactada pela inserção de diversos tipos de poluentes emergentes (PE) em ambientes aquáticos. Dentre os PE, os fármacos são particularmente preocupantes devido aos efeitos deletérios à biota e à promoção de resistência antimicrobiana. Monitorar e remover tais poluentes do meio aquoso requer a definição de moléculas prioritárias, dada a complexidade e o alto custo dessas ações. Este estudo utilizou dados de comercialização de fármacos no estado de São Paulo em 2022 associados a dados de saneamento básico, farmacocinéticos e porcentagem de remoção em tratamento de esgoto obtidos pelo software de predição EPI SuiteTM (Estimation Program Interface), para predizer a massa de antibióticos passível de ser inserida no meio ambiente. Para priorização, utilizou-se o software de hierarquização ToxPiTM (Toxicological Priorization Index), definindo um conjunto de 10 antibióticos prioritários baseados em parâmetros para 4 categorias: Destino ambiental, Propriedades físico-químicas, Efeitos ecotoxicológicos e de Exposição (massa predita, PM). Uma vez que a PM está diretamente relacionada à ocorrência dos efeitos sobre os seres vivos, diferentes pesos foram atribuídos à categoria Exposição, para garantir a presença de antibióticos de maior PM no conjunto prioritário, sem ofuscar a contribuição dos demais parâmetros empregados. A correlação de postos de Spearman permitiu constatar ser possível definir um conjunto prioritário pela contribuição de todos os parâmetros empregados, mesmo aplicando diferentes pesos na categoria Exposição. Do conjunto priorizado, três antibióticos selecionados tiveram desenvolvimento e validação de método analítico usando cromatografia líquida com detector DAD (Diode Array Detector): amoxicilina (AMX), cefalexina (CEFA) e ciprofloxacino (CIPRO). O método cromatográfico foi utilizado em estudos de adsorção dos fármacos por biocarvões ativados, preparados a partir de resíduos de biomassas agroindustriais. Os melhores adsorventes para os antibióticos foram os biocarvões ativados C4 e C8, preparados, respectivamente, a partir biomassa de bagaço de cana-de-açúcar (SB) e resíduo de levedura (YW), ativados com CO2 e vapor de água a 800 °C. A cinética de adsorção foi descrita pelo modelo de pseudo primeira e segunda ordem para o C4 e os estudos de isoterma de adsorção competitiva demonstraram que a interação adsorvatos:adsorvente pode ser descrita pelo modelo de isoterma multicomponente de Langmuir-Freundlich. Pelos parâmetros de afinidade de adsorção (b) inferiu-se como ordem preferencial de remoção (CIPRO>CEFA>AMX), corroborando as respectivas porcentagens de adsorção obtidas em água deionizada 9,29±0,05, 8,8±0,4 e 7,6±0,6 mg/L (77±6, 88±4 e 92,9±0,5%). O C4 foi empregado em estudos de remoção competitiva dos antibióticos em água superficial fortificada, mantendo a mesma ordem de capacidade de adsorção. Entretanto, os coeficientes de variação demonstraram forte interferência da matriz sobre a interação adsorvatos:adsorvente, indicada pela redução das porcentagens de adsorção e pelos desvios padrão relativos obtidos para AMX, CEFA e CIPRO, que foram de 4,7±1,7, 5,4±2,2 e 7,6±1,7 mg/L (47±17, 54±22 e 76,05±16,55%), respectivamente.