Degradação dos fármacos Cetoprofeno, Tenoxicam e Meloxicam por processos oxidativos avançados

Abstract

Os anti-inflamatórios são fármacos encontrados em efluentes e águas superficiais e subterrâneas. Assim sendo, este trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência dos processos oxidativos avançados (POA) na degradação dos fármacos cetoprofeno, tenoxicam e meloxicam (solução multicomponente), visando aplicação em tratamento de efluentes. Os sistemas homogêneos estudados foram peroxidação foto-assistida e foto-Fenton (fonte de ferro: sulfato ferroso (SF) ou resíduo da palha de aço (FePA)), sob radiação UV-C e sunligth (sun). Um planejamento fatorial 2^3 foi realizado para o sistema com SF, obtendo-se como melhor condição de degradação 400 mg·L-1 de [H2O2], 1,75 mg·L-1 de [Fe] e pH 3. Por estudo univariado, definiu-se as condições de trabalho para o sistema com FePA, sendo 1,25 mg·L-1 de [Fe], 300 mg·L-1 de [H2O2] e pH≈2,5. As cinéticas de degradação, monitoradas por espectrofotômetro de UV/Vis e pela demanda química de oxigênio (DQO), foram melhor representadas pelos modelos de Nichela et al. e pseudo-primeira ordem, respectivamente. Após 90 min, os sistemas alcançaram uma degradação superior a 82 %, monitorando o comprimento de onda de 260 nm, e superior a 96 %, em 367 nm, enquanto a DQO foi reduzida em mais de 93%. Parte dos grupos funcionais presentes nas moléculas persistiram após o tratamento pelo sistema sun-foto-Fenton(SF), conforme analisado por cromatografia líquida de alta eficiência com espectrometria de massa acoplada. Porém as moléculas em suas formas originais foram degradadas, como constatado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE-UV/Vis). Os testes de toxicidade frente às sementes de alface, bactérias e moluscos, indicaram a formação de intermediários, em geral, mais tóxicos. Os sistemas heterogêneos foram compostos pelo H2O2 e por fotocatalisadores à base de TiO2 (rutilo ou P25), impregnados com ferro e cobre e imobilizados em filmes de poliestireno de embalagens de iogurte. As análises de caracterização mostraram o recobrimento da superfície, a presença do TiO2 no material, as fases presentes no TiO2 (rutilo e anatase) e a composição dos fotocatalisadores (0,58 e 0,54 %peso de ferro nos catalisadores Fe-TiO2(rutilo) e Fe(3)- TiO2(P25), respectivamente). O sistema sun/H2O2/Fe-TiO2(rutilo) foi selecionado, alcançando 92% e 96% de degradação, nos λ 260 e 367 nm, respectivamente, fazendo uso de 500 mg·L-1 de [H2O2], 100 mg por 250 mL de solução de [Fe-TiO2] e pH 5. A cinética obteve um bom ajuste ao modelo de Nichela et al. indicando que existe contribuição do processo foto-Fenton. Não foi verificada toxicidade da solução tratada frente às sementes de agrião e alface, mas foi constada uma sensibilidade das sementes de tomilho aos compostos formados. No quinto ciclo, o fotocatalisador suportado conduziu a uma degradação > 82%. Os processos homogêneos sun-foto-Fenton(SF) e (FePA) foram aplicados para um efluente sintético. Após 270 min, a DQO foi reduzida em 89%, para ambos os sistemas, com ajuste ao modelo de Chan e Chu. Pelos estudos de CLAE-UV/Vis e testes de toxicidade, verificou-se a degradação dos compostos originais e formação de intermediários mais tóxicos, em relação à solução aquosa. Buscando uma forma de redução da toxicidade, a alta disponibilidade da radiação solar aliada a utilização de um resíduo (FePA) reduzem os custos do processo, colocando-o como alternativa viável de tratamento de águas contaminadas.