Avaliação de ecotoxicidade usando microalgas como complemento de estudos para a remoção de poluentes emergentes usando nanomateriais

• Main Author: Morais, Madalena Pinheiro
• Publication Date: 2018
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/12678
• topic: Adsorção; Ecotoxicidade; Fluoxetina; Microalga; Nanomateriais; Adsorption; Ecotoxicity; Fluoxetine; Microalgae; Nanomaterials

O aumento do consumo de fármacos é uma realidade na sociedade atual a nível mundial que contribui para a contaminação dos recursos hídricos, pois a maioria dos compostos farmacêuticos não são completamente removidos nas estações de tratamento de águas residuais (ETAR) e a sua contínua introdução no meio ambiente constitui um potencial risco tanto para organismos aquáticos bem como para a saúde humana. O desenvolvimento e aplicação de nanomateriais (NMs) em processos de tratamento de águas avançados como a fotocatálise, poderá ser uma alternativa para responder aos desafios que se colocam atualmente no sentido de aumentar a eficiência da remoção de compostos farmacêuticos durante o tratamento de águas. No entanto, numa primeira fase, é necessário averiguar os principais riscos de toxicidade desses NMs e os seus potenciais efeitos na saúde humana. Neste trabalho foram realizados ensaios de toxicidade de acordo com o teste de inibição de crescimento de algas (OECD 201 Guideline). A microalga Raphidocelis subcapitata foi o organismo teste para a avaliação da toxicidade do antidepressivo fluoxetina, e dos NMs GF_N8 e C3N4, que foram concebidos para a remoção de compostos farmacêuticos da água através de processos de fotocatálise. O valor 72h-EC50 estimado neste estudo para a fluoxetina foi de 9,0 μg L-1 . Nos períodos iniciais do teste de toxicidade, verificou-se a ocorrência de um aumento do crescimento como resposta ao stress induzido pela fluoxetina. Com o intuito de avaliar o impacto da fluoxetina em baixas concentrações, como as que ocorrem no ambiente aquático, no crescimento da microalga, foi realizado um ensaio ecotoxicológico com 35 ng L-1 . Neste caso, constatou-se também uma estimulação do crescimento após 24 horas e uma redução do crescimento, comparativamente à do controlo, de 10% e 2% respetivamente após 72 e 96 horas. Estes resultados demostram a toxicidade, mesmo em baixas concentrações, dos fármacos para os organismos aquáticos. Relativamente aos nanomateriais, a avaliação ecotoxicológica revelou que o C3N4 tanto na forma exfoliada como em bulk apresenta baixo risco para o ambiente. Por outro lado, para GF_N8 foi estimado um valor de 72h-EC50 de 45,3 mg L-1 o que mostra o seu efeito prejudicial no crescimento da microalga. Foi também averiguado se para além das propriedades fotocatalíticas, estes NMs possuiriam propriedades como adsorventes, que contribuiriam para um aumento da eficiência destes NMs na remoção de fármacos. GF_N8 mostrou ser um bom adsorvente. Os dados de cinética foram ajustados aos modelos de pseudo-1ª ordem, pseudo-2ª ordem, difusão intraparticular e Elovich. O modelo Elovich demostrou a melhor correlação com os dados experimentais, no entanto, os parâmetros estimados eram desprovidos de significado estatístico ou estavam em desacordo com a caracterização do GF_N8. Em relação ao equilíbrio, os modelos de Freundlich e Sips foram os que mostraram melhor ajuste e a capacidade de adsorção observada mais elevada foi de 23,5 mg g-1 (concentração equilíbrio 2,8 mg L-1 ). A exfoliação do C3N4 melhorou as suas propriedades de adsorção, aumentando a percentagem de remoção de fluoxetina de 4% para 9% e a correspondente capacidade de adsorção de 0,20 mg g-1 (concentração equilíbrio 3,7 mg L-1 ) para 0,96 mg g-1 (concentração equilíbrio 4,4 mg L-1 ). Os resultados mostram que a cinética de adsorção da fluoxetina no C3N4 exfoliado pode ser descrita pelo modelo de Elovich. No entanto, as baixas percentagens de remoção evidenciam que C3N4 não possui propriedades como adsorvente.