Identificação e avaliação da toxicidade de subprodutos de fármacos formados pelo tratamento secundário de águas por fotólise, fotocatálise, ozonização e cloração.
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Data
2018
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Resumo
Contaminantes de preocupação emergente, em especial a classe dos fármacos e produtos de
higiene pessoal (PPCP), tornaram-se um novo problema ambiental por serem constantemente
encontrados em compartimentos aquáticos. Devido ao alto consumo, PPCP são
continuamente introduzidos no esgoto e a sua remoção nos processos de tratamento de águas
residuais pode ser baixa. Como resultado, eles são encontrados em águas superficiais que
podem ser captadas para produzir água potável. Embora os PPCP sejam encontrados em
concentrações traços (μg/L – ng/L), eles têm sido amplamente estudados devido aos riscos
que podem representar ao meio ambiente. Assim, torna-se necessário aplicar tecnologias de
tratamento adicionais para remover PPCP da água potável. Cloração tradicional e processos
oxidativos avançados têm sido estudados para a remoção de PPCP de águas. Porém, somente
análises físico-químicas são incapazes de prever as propriedades tóxicas das soluções de água
tratada e ensaios de toxicidade são fundamentais. Desta forma, o objetivo deste estudo foi
investigar a degradação de três fármacos (atenolol, cimetidina e dexametasona) por processos
oxidativos. Foram realizados quatro processos oxidativos diferentes por 30 minutos: cloração
(NaClO = 10 mg/L); ozonização (O3 = 8 mg/L); fotocatálise (TiO2 = 120 mg/L e luz UV-C) e
fotólise (luz UV-C). As taxas de mineralização foram determinadas pelo teor de carbono
orgânico total. A eficiência de remoção e a identificação e caracterização dos subprodutos
formados foram realizadas por espectrometria de massas de baixa resolução (MS) e de alta
resolução (HRMS). Avaliou-se a toxicidade aguda das soluções tratadas pelo ensaio de MTT
utilizando células do hepatocarcinoma humano (HepG2). Pelo software ECOSAR,
concentrações de toxicidade aguda e crônica foram preditas de acordo com a estrutura dos
subprodutos identificados. Para os três fármacos foram obtidas baixas taxas de mineralização
(até 25 %) e altas taxas de remoção (superiores a 30 %) após os tratamentos oxidativos. Esses
valores indicam que a remoção dos fármacos ocorre por transformação em subprodutos
recalcitrantes. A inspeção dos espectros de massas permitiu a elucidação dos subprodutos. No
tratamento do atenolol foram identificados 12 subprodutos. Pelo ensaio de MTT, foi
observada uma diminuição da viabilidade celular, mas as soluções não foram consideradas
tóxicas. Pelo software ECOSAR, apenas o subproduto ATE-238 foi considerado prejudicial
para Daphnid e algas verdes, possivelmente pela presença de um grupo aldeído na estrutura.
No tratamento oxidativo da cimetidina foram identificados 7 subprodutos. No ensaio de MTT
as soluções tratadas não foram consideradas tóxicas. Pelo software ECOSAR, o subproduto
CIM-97 foi considerado prejudicial para os três níveis tróficos estudados, provavelmente pela
presença de um grupo imidazol na estrutura. Após o tratamento da dexametasona foram
formados 16 subprodutos. A solução tratada por cloração, apenas na concentração de 1,00
mg/L, foi considerada tóxica para células HepG2, pois houve uma diminuição significativa da
viabilidade celular. Neste tratamento, foi identificado o subproduto formado pela cloração da
dexametasona. Pelo software ECOSAR, 7 subprodutos foram considerados tóxicos em
relação à toxicidade aguda e/ou crônica e 3 foram considerados muito tóxicos. A toxicidade
pode ser devido à interação entre os subprodutos e o receptor de glicocorticoide dos
organismos testados. Os resultados obtidos neste estudo podem auxiliar na tomada de decisão
em relação a tratamentos de água potável, pois demonstrou que análises químicas e de
toxicidade devem ser realizadas para garantir a segurança ambiental dos processos de
degradação aplicados.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Fármacos, Cloração, Processos oxidativos avançados, Subprodutos de degradação, Toxicidade
Citação
QUARESMA, Amanda de Vasconcelos. Identificação e avaliação da toxicidade de subprodutos de fármacos formados pelo tratamento secundário de águas por fotólise, fotocatálise, ozonização e cloração. 2018. 156 f. Tese (Doutorado em Engenharia Ambiental) - Núcleo de Pesquisas e Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.