Adsorção dos fármacos atenolol e cloridrato de metformina utilizando carvão ativado preparado a partir de resíduo agroindustrial: sistemas mono e bicomponente

Abstract

A presença de medicamentos como atenolol (ATE) e cloridrato de metformina (CMF) em águas superficiais ou potável tem se tornado uma preocupação mundial. O acúmulo dessas substâncias no ambiente pode causar efeitos tóxicos em organismos aquáticos e afetar a qualidade da água, comprometendo a saúde humana. Diante disso, este estudo avaliou o uso das biomassas residuais (madeira de poda de eucalipto e de umbaúba, e casca de amendoim) como material precursor de adsorventes visando a remoção desses fármacos em meio aquoso, tanto isoladamente quanto em mistura (MB). Inicialmente, foi realizada um estudo comparativo entre os três adsorventes preparados. O adsorvente selecionado foi caracterizado pelas técnicas de adsorção/dessorção de nitrogênio, termogravimetria, espetroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia por dispersão de energia, titulação de Boehm e pH de ponto de carga zero (pHPCZ). Em seguida, foram avaliados os efeitos do pH inicial da solução (5 a 9), relação massa do adsorvente e volume de solução (m/V) (0,5 a 6,0 g·L⁻¹) e velocidade de agitação (V.A) (0 a 250 rpm). Foram realizados estudos para avaliar a evolução cinética, equilíbrio de adsorção, a regeneração do adsorvente visando o seu reúso e toxicidade das amostras antes e após o tratamento. Entre os carvões ativados preparados, o de madeira de poda de eucalipto (CAE) foi o selecionado. Pela caracterização foi constatado que a ativação com ácido fosfórico promoveu a formação de grupos funcionais oxigenados, apresentando alta densidade de poros e superfície de natureza ácida com pHPCZ 5,4 e área superficial de 134 m2⸳g-1. A condição operacional definhada foi pH 6, m/V igual a 0,5 g·L⁻¹ e V.A de 50 rpm. A remoção dos fármacos ocorreu de forma instantânea e dados de equilíbrio apresentaram um melhor ajuste ao modelo de Freundlich, indicando uma adsorção em multicamadas. Além disso, o CAE apresentou capacidade adsortiva máxima de 91 mg‧g⁻¹ para ATE, 102 mg‧g⁻¹ para CMF e 111 mg‧g⁻¹ para a MB. No estudo de reúso, a regeneração via POA favoreceu a dessorção dos contaminantes, porém comprometeu os sítios ativos do adsorvente, causando redução da remoção. Entre os eluentes avaliados, o HCl e NaCl foram os que viabilizaram maior remoção no segundo ciclo de adsorção, de uma forma geral. Adicionalmente, foi constatado que as soluções antes e após tratamento não apresentaram inibição significativa do crescimento radicular. Este trabalho avança o conhecimento sobre a adsorção de fármacos ao demonstrar a eficácia de uma biomassa residual na remoção de medicamentos em meio aquoso.