BIBLIOTECA

Remoção em fase líquida do fármaco diclofenac por adsorção em coluna de leito fixo com carvão vegetal ativado

Resumo: A qualidade de água potável está a ser afetada, principalmente pela descarga de efluentes contendo contaminantes emergentes, como o composto diclofenac (DCF). Este é um fármaco amplamente usado a nível mundial como anti-inflamatório e é considerado um composto potencialmente perigoso para o ambiente aquático. O processo de adsorção com carvão ativado é considerado competitivo e versátil no tratamento de águas, no entanto, este tem um elevado custo, por isso a procura de adsorventes alternativos mais baratos tem aumentado. No presente trabalho utilizou-se como precursor de carvão ativado um carvão vegetal obtido como subproduto de um processo de carbonização de madeira proveniente de árvores invasoras e outros resíduos agroflorestais. O principal objetivo desta dissertação foi o estudo da remoção de DCF, em solução aquosa, por adsorção em coluna de leito fixo utilizando-se como material adsorvente um carvão vegetal ativado (CVA_5). A capacidade de adsorção do carvão CVA_5 foi comparada com a de um carvão ativado comercial (CAC). O efeito da variação das condições experimentais (caudal, concentração de DCF, massa de carvão e temperatura) nas curvas de rutura foi também estudado. De um modo geral, o carvão CVA_5 apresentou melhor desempenho, valores mais elevados de capacidade de adsorção e de eficiência de remoção DCF, comparativamente ao carvão CAC. As condições que maximizaram a eficiência de remoção de DCF (82%) com o carvão CVA_5 foram: Q = 4 mL min-1 ; C0 = 100 mg L-1 ; mcarvão = 2 g; T = 15 ºC. A melhor eficiência do carvão CVA_5 deveu-se ao seu maior volume de microporos estreitos que apresentam maior afinidade para a moléculas de DCF. A elevada densidade de cargas positivas à superficie deste carvão (elevada basicidade), poderá também ter aumentado a atracção electrostática pela molécula desprotonada de DCF. As curvas de rutura teóricas obtidas com os modelos cinéticos de Thomas, Yoon-Nelson e Bohart-Adams, apresentaram um ajuste fraco aos dados experimentais, pois o processo de adsorção com ambos os carvões CAC e CVA_5 apresentou limitações difusionais significativas.

Introdução: A qualidade da água potável tem vindo a demonstrar elevada importância para a existência humana e não pode ser subestimada, pois sem esta, a sobrevivência será praticamente impossível ou difícil. No entanto, a boa qualidade de água potável está a ser afetada, principalmente pela descarga de efluentes contendo contaminantes emergentes também designados por micropoluentes [1,2]. Uma das maiores preocupações ambientais a nível hídrico é a presença de produtos farmacêuticos, de higiene e cuidado pessoal, PPCPs (do acrónimo inglês Pharmaceutical and Personal Care Products), em estações de tratamento de águas residuais (ETARs) e em águas superficiais [2-10]. A presença de PPCPs na água potável, mesmo em concentrações baixas (ng L -1 ou µg L-1 ) [10,11-14] levanta preocupações entre as partes interessadas, como fornecedores de água e o público, devido aos potenciais riscos para a saúde pública derivados da exposição a vestígios de produtos farmacêuticos provenientes da água potável [15,16]. Os produtos farmacêuticos são compostos químicos naturais ou sintetizados, destinados a curar e prevenir doenças, tendo a finalidade de melhorar a vida animal e dos seres humanos em particular [1,17]; os produtos de higiene e cuidado pessoal abrangem cosméticos, fragâncias, entre outros [1]. O aparecimento destes contaminantes emergentes tem levantado preocupações, não só a nível nacional como internacional, devido aos riscos que eles colocam para a vida aquática e terrestre, incluindo os seres humanos [7,18]. Espera-se que a presença de PPCPs aumente cada vez mais, estando este aumento influenciado pelo aumento da densidade populacional [1,19]. No entanto, o efeito a longo prazo destes compostos em seres humanos ainda está a ser estudado, pois requer uma investigação mais aprofundada [1]. As principais vias de administração de fármacos incluem a via oral e via tópica, após as quais os fármacos são excretados, inalterados ou na forma de metabolitos, pela urina ou fezes para o esgoto [18,20,21]. A aplicação tópica é a mais preocupante, pois uma quantidade significativa de fármaco que não é absorvido pela pele acaba por ser eliminada para o esgoto durante a higiene pessoal [18]. Na Figura 1-1 pode observar-se um diagrama esquemático que relaciona a presença de PPCPs nos vários tipos de águas com as suas origens. A maioria destes micropoluentes apresentam resistência à biodegradação, o que significa que não são facilmente eliminados nos processos de tratamento biológico das ETARs, afetando assim a qualidade das águas superficiais e as próprias lamas biológicas resultantes do processo, que normalmente são utilizadas como fertilizantes de solos, contaminando-os e afetando as águas subterrâneas. Como já foi dito, a maioria dos fármacos não são completamente metabolizados após a sua aplicação, acabando por ser excretados, e consequentemente introduzidos no ecossistema, na sua forma original [8,22]. Para além disso, num estudo realizado no Reino Unido, entrevistaram-se 400 famílias, das quais 63,2 % admitem descartar os fármacos diretamente no lixo, 21,8 % entregam os fármacos na farmácia e 11,5 % descartam os fármacos para o esgoto doméstico [22]. Os fármacos com fins veterinários são muitas vezes descartados diretamente para o ecossistema, devido ao facto do estrume animal poder ser utilizado como fertilizante, contribuindo para a maior contaminação das águas subterrâneas. (…)

Autor: Marlene Sofia Correia Lopes.

Leia o estudo completo: remocao-em-fase-liquida-do-farmaco-diclofenac-por-adsorcao-em-coluna-de-leito-fixo-com-carvao-vegetal-ativado