Degradação de fármacos em efluente de uma estação de tratamento de esgoto sanitário utilizando processos avançados
Abstract
O elevado consumo mundial de medicamentos, associado à incompleta assimilação por animais e
seres humanos e a remoção deficitária por sistemas convencionais de tratamento de efluentes,
tornaram os fármacos um grupo de micropoluentes persistentes. Por este motivo, na presente tese
objetivou-se estudar a degradação e/ou remoção simultânea de fármacos em efluente de uma estação
de tratamento de esgoto sanitário (ETE) por processos biológicos e por oxidação avançada utilizando
ozônio, radiação ultravioleta e combinações com peróxido de hidrogênio. O estudo foi desenvolvido
em três etapas, a primeira consistiu na investigação da ocorrência, destino e remoção de 43 fármacos e
hormônios no efluente e no lodo da maior ETE do Rio Grande do Sul, nos meses de novembro de
2017, março e abril de 2018. A determinação dos fármacos foi realizada por cromatografia líquida de
ultra-alta eficiência acoplada à espectrometria de massas em tandem (UHPLC-MS/MS). Assim, foram
detectados 13 fármacos no efluente bruto e 11 no tratado. Apesar das maiores concentrações no
efluente bruto terem sido de paracetamol (137,980 μg L-1) e cafeína (35,290 μg L-1), a maior
diversidade foi de antibióticos, em concentrações que variaram de 0,023 a 1,374 μg L-1 de
metronidazol e sulfametoxazol, respectivamente. Os fármacos doxiciclina, fembendazol, norfloxacina
e tetraciclina foram detectados somente no lodo, porém a maior concentração foi de ciprofloxacina
(5,034 mg kg-1). Durante o tratamento, foram registrados incrementos na concentração de alguns
fármacos, como também remoções superiores a 97%. Contudo, constatou-se elevada carga de
medicamentos (511,466 g d-1) despejados no corpo hídrico receptor. A segunda etapa consistiu na
degradação dos 11 fármacos detectados no efluente da ETE mencionada, utilizando O3 em duas
dosagens (0,5 e 0,9 mgO3 mgCOD-1), fotólise UV (254 nm), e as combinações O3/UV, H2O2/UV e
O3/H2O2/UV com 0,5 mgO3 mgCOD-1 e 25 mgH2O2 L-1. Para os ensaios de degradação, os princípios
ativos ciprofloxacina, oxitetraciclina, paracetamol, sulfametoxazol e trimetoprima tiveram as
concentrações aumentadas, acima da concentração prevista sem efeito (CPSE). Os estudos foram
realizados a temperatura de 20,60 ± 0,30 ºC e pH 6,94 ± 0,02, com recolhimento de alíquotas a 7,5 e
15 min. O processo O3/H2O2/UV foi o mais eficiente na degradação de todos os fármacos detectados,
possibilitando a redução de 89,32% de oxitetraciclina, 96,79% de cafeína, 97,40% de trimetoprima,
97,75% de ciprofloxacina, 99,79% de sulfametoxazol, 99,96% de paracetamol e 100% de
clindamicina, ofloxacina, sulfadiazina, sulfatiazol e tilosina. O mesmo processo foi responsável pelo
maior percentual de mineralização (60,52%), comprovando o efeito sinérgico entre os agentes
oxidantes combinados. Por fim, a terceira etapa consistiu na avaliação da (eco)toxicidade dos três
grupos de efluentes: (a) tratado pelos processos biológicos, (b) com concentração aumentada de
fármacos, e (c) pós-tratado por O3/H2O2/UV. Foram avaliados os níveis de substâncias reativas ao
ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas acetilcolinesterase (AChE), catalase (CAT) e
glutationa S-transferase (GST), em diferentes órgãos de peixes da espécie Astyanax bimaculatus
expostos aos efluentes durante 14 dias. Desta forma, evidenciou-se que os resíduos de fármacos
podem causar estresse oxidativo, afetando parâmetros bioquímicos e enzimáticos em Astyanax sp.,
assim como o processo O3/H2O2/UV pode reduzir os danos aos peixes mesmo com a possível
formação de metabólitos, os quais se mostraram ser menos tóxicos que os compostos originais.
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