Estudo da degradação dos antibióticos amoxicilina e cefadroxila em esgoto hospitalar simulado pelo processo Foto-Fenton usando-se LEDs-UV e pH próximo ao neutro

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Souza, Hiale Yane Silva de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: antibiotic; antibiótico; antimicrobial activity; atividade antimicrobiana; ecotoxicidade; ecotoxicity; foto-fenton; MSR; photo-fenton; RSM
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-17012023-172911/

Os contaminantes de preocupação emergente (CPE) podem causar vários problemas ambientais, tais como: ecotoxicidade, interferência endócrina e resistência bacteriana a antibióticos. Entre os CPE, destacam-se os antibióticos. As estações de tratamento geralmente são incapazes de remover totalmente esses contaminantes. Assim, faz-se necessário desenvolver e aplicar novas tecnologias eficientes no tratamento de águas e efluentes para resolver esse inconveniente. O processo foto-Fenton mostra-se um caminho para remover esses contaminantes persistentes; por isso, esta pesquisa teve o escopo de otimizar, por planejamento experimental, via Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), a fotodegradação dos antibióticos amoxicilina (AMO) e cefadroxila (CFX) em efluente hospitalar simulado (EHS), pelo processo foto-Fenton mediado por ferrioxalato, usando-se LEDs UV como fonte luminosa, em pH próximo da neu- tralidade. Os compostos foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência. O método analítico de detecção e quantificação simultânea da AMO e CFX em EHS, validado segundo a RDC 166/2017 da ANVISA, mostrou-se apropriado para tal procedimento, sendo seletivo, linear, preciso (reprodutível), exato (repetitível), específico e sensível (boa recuperação). O método analítico apresentou-se linear na faixa de 1 a 20 mg L-1, tanto para a AMO quanto para a CFX, com R2 > 0,99. Os limites de detecção e quantificação foram 13,2 e 39,7 µgL-1 para a AMO e 10,4 e 31,2 µgL-1 para a CFX, respectivamente. A precisão (reprodutibilidade interdias) variou entre 7,5 e 15% para a AMO e 5,8 a 6,9% para a CFX; a exatidão (reprodutibilidade intradia) variou entre 94 e 112% para a AMO e 96 e 104% para a CFX, ambas com R2 > 0,99. A otimização da degradação iniciou-se com um planejamento fatorial 23 completo com triplicata no ponto central (fatores: potência dos LEDs, concentração de Fe3+ e de H2O2). A função desejabilidade foi utilizada com o intuito de se considerar a degradação conjunta dos dois antibióticos, ambos com concentração inicial de 15 mg L-1. A condição ótima encontrada foi: CH2O2 = 40 mg L-1; CFe3+ = 14,0 mg L-1 e potência total dos LEDs = 1,550 W). O processo aplicado alcançou uma remoção dos antibióticos próxima a 100% em 5 min. Testes de estabilidade e fotólise direta demonstraram que os antibióticos foram removidos, em grande parte, pelo processo foto-Fenton. No ponto ótimo avaliou-se a cinética da reação, verificando-se que os fármacos estudados apresentaram comportamentos cinéticos semelhantes (pseudo-primeira ordem), com quase total degradação nos primeiros 5 min e constantes de taxa virtualmente idênticas (aproximadamente 1,4 min-1) com R2 > 0,99. Além disso, testes de ecotoxicidade (Lactuca sativa) indicaram que, apesar da formação de subprodutos, eles não se mostraram tóxicos; testes de atividade antimicrobiana (Escherichia coli) mostraram que, na grande parte, o efluente do tratamento foi biologicamente inativado.