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Descontaminação de uma solução de Ciprofloxacina pelo processo de peroxidação eletroquímica

Resumo

Os fármacos são compostos que através de ações químicas promovem alterações na função biológica de seres humanos e animais, sendo estas substâncias consumidas em todo o mundo diariamente. A molécula do fármaco tende a interagir com o organismo receptor, após isso, essas moléculas são parcialmente metabolizadas e excretadas, para então serem dispostas no meio ambiente. Quando dispostos no meio ambiente estes compostos podem causar impactos nos solos, recursos hídricos e para saúde pública, uma vez que possuem efeitos adversos como a toxicidade aquática, aumento da resistência bacteriana e distúrbios endócrinos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do processo de Peroxidação Eletroquímica (PE) na descontaminação de uma solução contendo o fármaco Ciprofloxacina (CIP). Para isso, utilizou-se um efluente sintético em uma condição de concentração inicial de 25 mg CIP L-1, o qual foi utilizado para realizar os ensaios experimentais e investigar a influência das variáveis do processo de PE, tais como: [Fe2+], intensidade de corrente, pH inicial da solução, [H2O2], injeção de ar dissolvido e tempo de eletrólise. Os experimentos foram conduzidos em um reator de performance batelada, utilizando como eletrodos um conjunto de 4 placas de aço inoxidável 304. As determinações analíticas da concentração de CIP foram realizadas por um espectrofotômetro UV/Vis. As concentrações residuais de CIP, pH da solução e temperatura foram monitorados em tempos de eletrólise de 0 a 90 minutos. A maior eficiência de redução da concentração de CIP foi observada nas seguintes condições experimentais: intensidade de corrente (0,5 A), pH inicial da solução de 3, [100 mg H2O2 L-1], taxa de 1,6 L ar min-1 dissolvido e em um tempo de eletrólise equivalente a 30 minutos, resultando em uma concentração de aproximadamente 3 mg CIP L-1. Com isso, o processo de PE utilizado foi considerado um método eficiente para o tratamento de fármacos minimizando os impactos ambientais em corpos hídricos ocasionados pelo seu descarte inadequado.

Introdução

Segundo Machado et al., (2016), no Brasil, concentrações de poluentes emergentes podem ser detectadas em águas superficiais, subterrâneas e para o consumo humano. Os poluentes emergentes mais conhecidos são: os plastificantes, pesticidas, hormônios, farmacêuticos e produtos para cuidados pessoais. Essas substâncias quando dispostas no meio ambiente podem causar efeitos adversos aos seres humanos, fauna e flora aquática, tais como: aumento da incidência de câncer de mama, câncer de próstata e a feminilização de peixes machos.

Dentre os poluentes emergentes destacam-se os fármacos, pois são moléculas com diferentes características físico-químicas e biológicas, os quais no decorrer da história trouxeram inúmeros benefícios à sociedade, entretanto, podem apresentar diversos impactos ambientais (toxicidade aquática, aumento da resistência bacteriana e distúrbios endócrinos) quando descartados inadequadamente (PASQUALE & TAN, 2005). O fármaco Ciprofloxacina (CIP) é um composto pertencente ao grupo das Fluoroquinolonas amplamente utilizado para o tratamento de infecções urinárias, respiratórias, gastrointestinais e infecções de pele, ossos e articulações. A CIP possui a fórmula molecular C17H18FN3O3, e uma massa molecular equivalente a 331,4 g mol-1 (TAVARES, 1996).

Usualmente os compostos farmacêuticos são destinados as estações de tratamento de esgoto e submetidos a processos convencionais de tratamento, no entanto, muitas vezes estes sistemas apresentam uma baixa eficiência na remoção destes compostos devido a sua estrutura química muito complexa (MELO et al., 2009). Através disso, novos processos e tecnologias vêm sendo investigados para remoção de poluentes emergentes. Dentre estes processos destacam-se os Processos Eletro-Oxidativos Avançados (PEOAs), pois possuem vantagens como a produção “in situ” de radicais hidroxilas (•OH), resultando como subprodutos de suas reações o CO2, H2O e íons inorgânicos (SHEMER et al., 2006).

Dentre os PEOAs, temos o processo de Peroxidação Eletroquímica (PE), sendo este baseado na aplicação de uma concentração inicial de peróxido de hidrogênio (H2O2) e uma intensidade de corrente contínua aplicada através de um cátodo e ânodo no interior de uma célula eletroquímica (CE). Ressalta-se que nos processos eletroquímicos podem-se ter diversas reações secundárias ocorrendo no meio reacional, assim como a presença do “cloro ativo”, o qual se refere à somatória do ácido hipocloroso (HClO) e do ânion hipoclorito (ClO-), sendo estes formados a partir do contato entre o cloro e a água, e em soluções aquosas contendo NaCl, KCl ou HCl (OLIVEIRA JR et al., 2006).

Autores: Francine Bueno; Mariana Jung; Luana Damke; Junior Staudt e Fernando Henrique Borba.

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