Resumo
A importância da água na manutenção da vida deve ser considerada indispensável para o desenvolvimento econômico, manutenção dos ciclos biológicos, geológicos e químicos, além de manter em equilíbrio os ecossistemas. O aumento de doenças hídricas relacionadas à água representa segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS), quase 25% de todos os leitos hospitalares do mundo. Neste contexto pesquisas tem sido intensamente desenvolvidas para enfrentar os problemas associados à qualidade das águas. A utilização da nanotecnologia no tratamento de água e efluentes tem sido amplamente explorada para aplicação como agente antibacteriano, constituindo uma proposta vantajosa devida a sua excelente eficiência bactericida e fungicida. O presente estudo visa investigar e comparar a utilização de nanopartículas de zinco (ZnONPs) funcionalizadas com nanopartículas de zinco encapsuladas em zeólita (ZnNPZe) como forma de avaliação da atividade antibacteriana no tratamento de água contaminada com a bactéria Gram negativa E.coli . (organismo indicador de contaminação fecal). O estudo buscou comprovar o efeito bactericida das nanopartículas de zinco, empregando as variáveis tempo de residência (1, 2 e 3 h), temperatura (25 e 35oC) e condição de agitação. Os resultados demonstram que a cinética de desinfecção apresenta resultados mais significativos para o tempo de residência de 3h, cuja redução da atividade antimicrobiana foi de 85,12% para as nanopartículas de ZnONP e 94,12% para as nanopartículas funcionalizadas de ZnONPZe. Os dados obtidos sugerem que o agente antibacteriano nanoestruturado e sintetizado neste trabalho apresentou relevante ação bactericida.
Introdução
Recentemente a preparação de nanopartículas tem recebido uma grande atenção por parte da comunidade acadêmica devido às propriedades catalíticas, ópticas, eletrônicas, magnéticas e bactericidas (Sifontes, 2010). As propriedades diferenciadas que muitos materiais apresentam quando em escala manométrica, comparadas aos de dimensões micrométricas, têm como um dos motivos principais a alta relação entre superfície e volume, determinando que ocorra um aumento no número de átomos que estão na região interna das partículas (Zarbin,
2007).
Talebian, 2013, reporta o efeito antibacteriano das nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) frente a um amplo espectro de microrganismos. Desta forma os autores empregaram cinco tipos de cepas bacterianas Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pyogenes, Escheria coli, Enterococcus faecalis, e Bacillus subtilis, e seis materiais nanoestruturados provenientes de diferentes óxidos metálicos: MgO, TiO2, Al2O3, CuO, CeO2 e ZnO. De acordo com os resultados obtidos pelos autores, as nanopartículas de MgO, TiO2, CuO e CeO2 causaram apenas uma sutil inibição do crescimento das bactérias. Por outro lado, as nanopartículas de ZnO levaram a uma significativa inibição do crescimento bacteriano. No que tange os resultados alcançados neste estudo, os autores concluíram que as nanopartículas de ZnO possuem grande potencial para uso como agente bacteriostático, podendo ter aplicações inclusive no controle de infecções.
Portanto, uma das superfícies na qual as nanopartículas de zinco podem ser aderidas é a zeólita, que são aluminossilicatos hidratados constituídos por estruturas cristalinas em três dimensões de tetraedros de SiO4 e de AlO4, interligados pelos quatro vértices por oxigênio. Nesta configuração, as cargas negativas dos tetraedros de AlO4 são compensadas por cátions intersticiais (Na+, K+, Ca2+ e Ba2+) resultando em uma estrutura com grandes cavidades(canais), a qual a água e outras moléculas sofrem dessorção com potencial movimentação, permitindo assim a troca iônica e hidratação reversível (DANA 1981). Portanto, após a etapa de aquecimento, as moléculas de água nos canais desprendem-se facilmente e de maneira contínua, deixando a estrutura intacta. Após a desidratação completa da zeólita, os canais podem ser preenchidos novamente com água ou outras substâncias.
O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de metodologia para obtenção de nanopartículas de óxido de zinco encapsuladas em zeólita 4 A, com a finalidade de serem testadas no tratamento de água para consumo por meio de avaliação da cinética de desinfecção microbiológica.
Os estudos presumem que a utilização das nanopartículas de zinco encapsuladas na zeólita 4 A vislumbra em novas possibilidades de manipulação, processamento e combinação de materiais proporcionando aplicações com funcionalidades interessantes no processo de desinfecção de água para consumo humano.
Autores: Luciano André Deitos Koslowski; Adrieny Taliny Comper; André Lourenço Nogueira; Marian Natalie Meisen e Silvana Licodiedoff.
