Estudo da degradação de prednisona em meios sintético e real via ozonização e peroxidação fotoassistida

• Autor(a) principal: Mendes, Paulo Ricardo Amador
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97139/tde-15012025-145859/
• topic: Advanced Oxidative Process; Drug effluents; Efluentes de fármacos; Ozonização Fotoassistida; Peroxidação Fotoassistia; Photo-assisted Ozonation; Photo-assisted Peroxidation; Prednisona; Prednisone; Processos oxidativos avançados

Para os fármacos, o descarte de efluentes domésticos e industriais configura um dos principais caminhos para a introdução destas substâncias nas águas superficiais e subterrâneas, visto que os processos convencionais de tratamento são incapazes de remover adequadamente estes compostos. Dentre as tecnologias modernas, os processos oxidativos avançados são comumente utilizados para a remoção de diversos compostos emergentes e podem alcançar remoção mais consistente de fármacos. Assim, o presente trabalho visou empregar os processos de peroxidação (H2O2/UV) e ozonização fotoassistida (O3/UV) para redução de carga orgânica e aumento da biodegradabilidade de efluentes contendo resíduos de fármacos, em especial a prednisona, divido em duas fases. Na primeira fase a partir de um efluente sintético foram realizados, os testes de hidrólise (50 mg L-1 de prednisona) por 24 h em diferentes valores de pH, fotólise direta (60 mg L-1 de prednisona) variando a intensidade da fonte de radiação ultravioleta por 2 h a temperatura ambiente. Complementando a 1ª fase foram testados os processos H2O2/UV (variáveis de controle: H2O2 = 3,52 a 10,56 mM e fonte de radiação = 5,989.10-7 a 1,107.10-6 einstein s-1) e O3/UV (variáveis de controle: ozônio = 7,0 a 11,0 mg min-1, fonte de radiação = 6,0.10-7 a 3,40.10-6 einstein s-1 e pH = 5,0 a 9,0). Para os processos H2O2/UV e O3/UV as melhores condições experimentais foram determindas aplicando a metodologia da superfície de resposta (MSR). Na segunda fase, avaliou-se a degradação da prednisona, em efluente real, nas melhores condições experimentais dos processos H2O2/UV e O3/UV encontradas na primeira fase. Os resultados mostraram que nos testes de hidrólise houve diminuição da concentração de prednisona em torno de 35-40 mg L-1 e posterior estabilização em 24 h. Nos experimentos de fotólise para os fluxos fotônicos de 2,507.10-7, 5,989.10-7 e 1,107.10-6 einstein s-1, após 60 , 30 e 15 min, respectivamente, não houve detecção desta substância, indicando que o aumento de radiação porporciou uma remoção mais rápida da prednisona. Contudo, devido aos baixos valores de remoção de carbono orgânico total (COT) (< 30 %), foi possível concluir que ocorreu a transformação da prednisona em outros compostos intermediários. Para todos os fluxos fotônicos utilizados foram identificados 3 intermediários, com a relação m/z de 447, 417 e 415, por meio de espectrometria de massa. A partir da MSR, para o processo H2O2/UV foram obtidas reduções de COT de 42,58% e 77,95% para os tempos de reação de 60 e 120 min, respectivamente, na condição ótima de tratamento (H2O2 = 84,06 mM e Radiação UV = 3,25.10-6 einstein s-1). Para o processo O3/UV, a melhor condição foi de 13,0 mg min-1 de ozônio, pH de 10,14 e radiação UV de 2,44 10-6 einstein s-1 obtendo reduções de COT de 44,83 % e 93,43 %, para os tempos de 60 e 120 min, respectivamente. Para o efluente real, nas mesmas condições otimizadas dos processos de H2O2/UV e O3/UV foram alcançadas reduções de COT de 79,23 % e 12,93 %, para os respectivos processos em 120 min, sendo que somente para o processo H2O2/UV houve aumento de biodegradabilidade do efluente.