Uso de fotocatálise eletroassistida com diferentes fontes de radiação e material nanoestruturado para tratamento de um fármaco em água

Master thesis Portuguese OPEN
Laís Schulz Giorno (2016)
  • Subject: Degradação de citrato de sildenafila | Citrato de sildenafila | Eletrodos nanoestruturados | Processo oxidativo avançado | Nanotubos de TiO2 | Degradation of sildenafil citrate | Sildenafil citrate | Nanostructured electrodes | Advanced oxidation process | TiO2 nanotubes

Resumo: Os fármacos são descartados de forma inadequada no meio ambiente, ocasionando a contaminação dos corpos d¿água. Diferentes efeitos no ecossistema aquático já podem ser ligados à presença desses produtos em águas superficiais, trazendo prejuízos ainda não totalmente conhecidos para os seres humanos inclusive, em baixas concentrações. A maioria dos fármacos é resistente às tecnologias convencionais de tratamento (físicos, químicos e biológicos), pois elas possuem limitações para degradar compostos recalcitrantes. Devido a isto, surge a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias. Neste contexto, os Processos Oxidativos Avançados (POA) podem contribuir, pois possuem comprovada eficiência para degradação de compostos recalcitrantes a partir da geração de radicais altamente reativos. Estre trabalho objetivou estudar os processos de eletrólise, fotocatálise e fotocatálise eletroassistida para degradação de soluções contendo o fármaco Citrato de Sildenafil, conhecido comercialmente como Viagra®, ou seja, verificar qual a eficiência destes tipos de tratamentos na degradação de soluções aquosas contendo diferentes concentrações de fármaco. Os experimentos foram realizados em um reator constituído por cátodo ADE® (Ânodo Dimensionalmente Estável) e ânodo nanoestruturado de TiO2. O sistema foi irradiado por Diodos Emissores de Luz Ultravioleta (LEDUV), Lâmpada de Luz Negra e Simulador Solar. Foram tratadas soluções nas concentrações de 1,0, 5,0 e 10,0 mg L-1 do fármaco. As condições testadas durante os experimentos foram: vazão de recirculação de 400 e 1000 L h-1, sulfato de sódio (eletrólito suporte) 0,1 M e potencial de 0,5; 1,0 e 1,5 Volts (drenagem eletrônica). Foram realizadas leituras de absorbância entre 190 e 800 nm em espectrofotômetro UV-Vis, da SHIMADZU 1650PC. Os parâmetros pH, temperatura e COT (Carbono Orgânico Total), foram monitorados nos experimentos. Os resultados demostraram que a vazão de recirculação de 1000 L h-1 foi a mais favorável. Ao tratar 1,0 mg L-1 do fármaco, os experimentos apresentaram percentuais de redução da concentração inferiores a 1,0%, independente do processo de tratamento e do tipo de fonte de radiação utilizados. Ao tratar 10,0 mg L-1 do fármaco, o tratamento que mostrou maior redução da concentração do fármaco foi a eletrólise com 19,2%, enquanto que a fonte de radiação mais eficiente para redução percentual da absorbância foi o LED UV pelo processo de fotocatálise eletroassistida, em 180 minutos de tratamento a redução foi de 18,7%. ;;Abstract:Drugs are inappropriately disposed in the environment leading to contamination of water bodies. Different effects on aquatic ecosystem have been related to the presence of these products in surface waters, causing damage not fully known to humans even at low concentrations. Most drugs are resistant to conventional treatment technologies (physical, chemical and biological) because they have limitations for treat recalcitrant compounds. Therefore is essencial the development of new technologies. In this context, the Advanced Oxidation Processes (AOP) may contribute for the degradation of recalcitrant compounds through the generation of highly reactive radicals. This study investigated the electrolytic, photocatalytic and electro-assisted photocatalytic processes to treat solutions containing different concentrations of the drug Sildenafil Citrate (S.C.) as known as Viagra©. The experiments were carried out in a reactor consisted by of cathode DSA© (Dimensionally Stable Anode) and nanostructured anode of TiO2. The system was irradiated with Ultraviolet Light Emitting Diode (UVLED), Black Light Lamp and a Solar Simulator. Solutions at the concentrations of 1.0, 5.0 and 10.0 mg L-1 of S.C. were treated. The conditions tested in experimental runs were: flowrate 400 and 1000 L h-1 (batch-recirculation mode); 1,0 M of Na2SO4 as supporting electrolyte and 0,5; 1,0 and 1,5 Volts (potential bias). Absorbance readings were carried out between 190 and 800 nm in UV-Vis spectrophotometer. Additionally, pH, temperature and Total Organic Carbon (TOC) were monitored during the tests. The results showed that flowrate of 1000 L h-1 was the most favorable. By treating 1.0 mg L-1 the S.C. the results showed reductions lower than 1.0 %, regardless of the treatment process and the radiation source type used. By treating 10.0 mg L-1 of the S.C. the treatment type which shows a higher reduction of the concentration was the electrolytic (19.2%). The UV source more efficient for absorbance decay was 18.7% using UVLED in the electro-assisted photocatalytic process in 180 minutes.
Share - Bookmark