Cinética de degradação de Azitromicina e Claritromicina presentes em efluentes domésticos por processo foto-Fenton em meio homogêneo e heterogêneo

Autor(es)

Matheus Gabriel Guardiano dos Santos

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Araraquara. 2023-08-28.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Química. Araraquara
• Data de defesa: 2023-08-04
• Orientador: Raquel Fernandes Pupo Nogueira

Resumo

A presença de antibióticos em efluentes provenientes de estações de tratamento de esgotos (ETE) após processo convencional tem recebido grande atenção atualmente devido à constatação dos problemas que esses contaminantes podem causar tanto ao ambiente quanto à saúde humana, como a resistência bacteriana. O presente trabalho estudou a cinética de degradação de dois antibióticos macrolídeos, a azitromicina (AZT) e a claritromicina (CLA), por processo Fenton em meio homogêneo e heterogêneo e comparou-a com a degradação do sulfametoxazol (SMX), pertencente à classe das sulfonamidas. Desenvolveu-se e validou-se métodos analíticos para separação e quantificação simultânea dos macrolídeos, isoladamente do método de quantificação do SMX. A formação de complexos de ferro e cobre com os macrolídeos e a influência da complexação no ciclo redox Fe(II)/Fe(II) e Cu(I)/Cu(II) foi avaliada utilizando a espectrofotometria. A degradação dos fármacos foi realizada em água ultrapura e efluente da ETE contendo 1% de acetonitrila devido à baixa solubilidade dos macrolídeos. A concentração dos fármacos foi monitorada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), assim como seus produtos de transformação foram identificados por meio do acoplamento da HPLC com um espectrômetro de massas. Para degradação no processo heterogêneo, foram preparados catalisadores à base de óxido de cobre e ferro. Verificou-se a formação dos complexos de ferro e cobre com os macrolídeos, porém com um efeito redutor dos macrolídeos sobre o Cu(II), gerando complexos de Cu(I) em solução. Embora os complexos de macrolídeos com Fe e Cu influenciem o ciclo redox, apenas os complexos de cobre apresentaram comportamento recalcitrante ao processo foto-Fenton homogêneo. Dentre os catalisadores utilizados no processo heterogêneo, observou-se que o aumento do teor de cobre durante a síntese contribuiu para a maior área específica de CAT1 do que de CAT2, resultando em uma maior atividade de CAT1. A variação do pH afetou a degradação dos macrolídeos, assim como a variação da concentração de H2O2 inicial. Melhores resultados de aplicação do processo foto-Fenton heterogêneo foram obtidos usando 0,125 g L-1 de CAT1, 15 mmol L-1 de H2O2 em pH 5,4. Nos processos em meio homogêneo e heterogêneo, a constante de degradação de SMX foi superior à dos macrolídeos, indicando uma maior recalcitrância dos macrolídeos. Experimentos realizados em efluente de ETE evidenciaram que a matriz não influenciou a degradação de AZT e CLA, porém afetou a degradação do SMX. A matriz interferiu na degradação do SMX por ela ocorrer por combinação dos mecanismos de adição eletrofílica com abstração do átomo de hidrogênio e transferência eletrônica, enquanto os macrolídeos foram menos afetados pela degradação ocorrer por transferência eletrônica apenas. A identificação de produtos de transformação revelou a formação de produtos hidroxilados para os macrolídeos. Experimentos realizados na presença de sequestrantes de radicais hidroxila evidenciaram a importância do •OH na degradação dos macrolídeos, enquanto a degradação do SMX não foi totalmente inibida por não depender apenas do •OH, mas sim de outros radicais como o HO2•, O2•- e 1O2. Os resultados obtidos contribuem para o entendimento do mecanismo de degradação e recalcitrância dos macrolídeos ao processo Fenton. (AU)

• Processo FAPESP: 21/06348-5 - Cinética de degradação de Azitromicina e Claritromicina presentes em efluentes domésticos por processo foto-Fenton heterogêneo
• Beneficiário: Matheus Gabriel Guardiano dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado