Estudo da adsorção de Clonazepam em biocarvões residuais do processo de gaseificação

Abstract

O consumo crescente de psicotrópicos associado à deficiência que as estações de tratamento de água e efluentes convencionais apresentam na sua remoção, levam a um acúmulo destas substâncias nas matrizes aquáticas. O aprimoramento de técnicas capazes de quantificar e processos que promovam a remoção de tais poluentes é fundamental para a preservação de um ecossistema saudável, visto que estudos apontam alterações em organismos aquáticos expostos a psicotrópicos e os efeitos que o consumo de água contaminada causam à saúde humana ainda são desconhecidos. A adsorção é um processo indicado para pós-tratamento e quando o poluente se encontra em concentrações até 100 mg.L-1. A utilização de biocarvões vem sendo estudada no tratamento de água e efluentes, com o intuito de baratear a produção de adsorventes e agregar valor aos resíduos gerados durante a gaseificação. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de dois biocarvões residuais do processo de gaseificação, sendo eles provenientes de um gaseificador de maior capacidade (CGG) e um de menor capacidade (CGP), na adsorção do fármaco clonazepam. Os biocarvões foram obtidos diretamente dos gaseificadores de madeira, passando apenas por uma uniformização da granulometria antes da realização dos ensaios. As soluções aquosas foram preparadas a partir da diluição de uma solução estoque de clonazepam e quantificadas por cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE). Para garantir a confiabilidade dos dados obtidos pelas análises em CLAE, determinaram-se a linearidade, a precisão, os limites de quantificação (LQ) e de detecção (LD). As características texturais dos adsorventes foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise de difração de raios-X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e análise microporosimétrica. A relação ideal entre a massa do adsorvente e o volume da solução foi inicialmente definida para os posteriores ensaios cinético e de equilíbrio termodinâmico. A título de comparação, os ensaios foram realizados também com um carvão ativado comercial. Realizou-se ainda um estudo de fitotoxicidade da solução tratada e a verificação da eficiência do tratamento frente a um efluente sintético. Os adsorventes foram caracterizados como materiais carbônicos, predominantemente amorfos, com microcristais de grafite em sua superfície que é formada por mesoporos de diâmetros entre 3,6 e 4,0 nm. Os ensaios de adsorção indicaram uma cinética de pseudo-segunda ordem com isotermas favoráveis bem ajustadas ao modelo de Sips. A adsorção de clonazepam foi espontânea e endotérmica com os três adsorventes. O processo foi de fisissorção para os biocarvões e misto para o carvão comercial, com capacidade adsortiva máxima entre 41,9 e 118,8 mg.g-1. Nos ensaios de fitotoxicidade, os biocarvões alcançaram resultados similares ao carvão ativado comercial reduzindo a inibição do crescimento em torno de 5%. A remoção do clonazepam em solução aquosa variou entre 84,43 e 97,37%, partindo-se de uma concentração inicial 20 mg.L-1. A partir desta mesma concentração de clonazepam, um ensaio com um efluente sintético apresentou remoção de clonazepam entre 79,80 e 89,12%, e redução da demanda química de oxigênio (DQO) entre 22,48 e 32,83%. Concluiu-se que, entre os biocarvões, aquele que passa pelo gaseificador menor é o mais eficiente, sendo necessária a realização de estudos mais aprofundados para possibilitar a aplicação do adsorvente em escala maior.