Avaliação da adsorção de fármacos presentes em amostras aquosas usando biocarvão de bagaço de cana-de-açúcar

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Fonsêca, Mateus Cottorello
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Fármacos; Águas residuárias; Adsorção; Biocarvão; Batelada; Pharmaceuticals compounds; Wastewater; Adsorption; Biochar; Batch
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/191664

A preocupação com a presença dos fármacos em águas residuárias é global, pelo fato de serem usados no tratamento de doenças humanas e veterinárias. Além disso, os fármacos presentes em águas residuárias podem afetar a fauna e a flora aquáticas, visto que são capazes de causar efeitos ecotoxicológicos. Este estudo avaliou a adsorção de quatro fármacos – ciprofloxacina, norfloxacina, cafeína e carbamazepina – presentes em amostras aquosas usando pastilhas (pellets) de bagaço de cana-de-açúcar torrefadas como adsorvente – resíduo gerado em grandes quantidades nas usinas sucroenergéticas. Inicialmente, o bagaço foi torrefado em quatro temperaturas diferentes (260, 270, 280 e 290°C), após foi caracterizado utilizando análise termogravimétrica (TG/DTG), análise imediata (AI), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de raios X por dispersão em energia (MEV/EDS), análise elementar, área superficial, pH e ponto de carga zero (PCZ). Para verificar a cinética de adsorção de cada fármaco nos biocarvões, foram realizados ensaios individuais em batelada, com diferentes concentrações de cada fármaco em água e esgoto lab-made. Alíquotas das amostras foram retiradas ao longo do tempo para serem analisadas por técnicas cromatográficas para obtenção do tempo de equilíbrio. Por meio das análises de caracterização verificou-se que o biocarvão possui uma superfície irregular e porosa devido a torrefação remover parcialmente lignina e hemicelulose. Observou-se que o diâmetro de poros do biocarvão apresentou variação de 108 a 126 Å (mesoporoso) contribuindo também para adsorção dos fármacos, visto que esses compostos possuem dimensões menores. Os experimentos de pH/PCZ confirmaram que o biocarvão possui em suas superfícies cargas positivas devido ao excesso de íons H + . A torrefação favoreceu a presença de grupos funcionais que permitem realizar interações π-π com os anéis aromáticos dos fármacos. Assim, os experimentos de adsorção apresentaram eficiência de remoção variando de 58 a 93 % para cafeína, 75 a 85 % para a carbamazepina, 80 a 81 % para a ciprofloxacina e 70 a 91 % para a norfloxacina.