Tratamiento de efluentes contaminados con fármacos mediante fotocatálisis heterogénea activada por TiO2/radiación solar
DOI:
https://doi.org/10.5433/got.2024.v10.50526Palabras clave:
riesgos ambientales, envinenemiento emergente, fotodegradaciónResumen
Los procesos fotocatalíticos son muy importantes ya que pueden tratar contaminantes emergentes presente en medio ambiente. Debido a su eficiencia, la aplicación que combina semiconductores puede catalizar la reacción para degradar contaminantes de estructuras complejas. Los productos farmacéuticos se consideran contaminantes emergentes e incluso en pequeñas cantidades pueden suponer graves riesgos para la salud humana, los animales y el medio ambiente. El objetivo de este artículo fue desarrollar un estudio para tratar efluentes del fármaco oxitetraciclina mediante fotocatálisis heterogénea, activada por dióxido de titanio, asistida por UV natural, en medios oxigenados (mediante procesos de agitación y aireación), considerando aspectos ambientales fundamentales para la promoción del medio ambiente. El efluente de oxitetraciclina se caracterizó y cuantificó mediante observaciones en el instrumento UV Vis Pro 700, donde se delimitó al área del espectro de oxitetraciclina, las observaciones que cuantifican la degradación del efluente se ajustaron a = 370, del espectro de absorbancia. El reactor fotocatalítico se llenó con 1 litro de efluente de oxitetraciclina, equivalente a 20 mg/l, variando en las pruebas con pH-5, pH-9, pH-7. Concluyendo que el proceso de fotocatálisis heterogénea (TiO2/UV-natural) en medios acuosos oxigenados es muy eficiente en la degradación de efluentes de oxitetraciclina, degradando 20 mg/l de oxitetraciclina (100% del efluente) en un intervalo de tiempo de 1 hora de reacción fotocatalítica; presentándose como una alternativa prometedora para la degradación de este tipo de contaminante.
Descargas
Citas
AGUERA, Ana; PLAZA-BOLAÑOS, Patricia; ACIÉN FERNÁNDEZ, Gabriel F. Removal of contaminants of emerging concern by microalgae-based wastewater treatments and related analytical techniques. In: VARJANI, Sunita; PANDEY, Ashok; LARROCHE, Christian; NGO, Huu Hao (ed.). Current developments in biotechnology and bioengineering. Amsterdam: Elsevier, 2020. Chap. 20, p. 503–525, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819594-9.00020-6 DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819594-9.00020-6
AZAM, Mudsser; KUMAR, Vijay; SIDDIQUI, K.; JAN, Arif Tasleem; SABIR, Jamal; REHMAN, Suriya; HAQ, Qazi Mohd Rizwanul. Pharmaceutical disposal facilitates the mobilization of resistance determinants among microbiota of pollut ed environment. Saudi Pharmaceutical Journal, Riyadh, Saudi Arabia, v. 28, n. 12, p. 1626 – 1634, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsps.2020.10.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsps.2020.10.009
BERMÚDEZ, Laura A.; PASCUAL, Jaime M.; MARTINEZ, Maria Del Mar M.; CAPILLA, José Manuel P. Effectiveness of advanced oxidation processes in wastewater treatment: state of the art. Water, Basel, v. 13, n. 15, p. 2094, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/w13152094 DOI: https://doi.org/10.3390/w13152094
CABRERA-REINA, Alejandro; MARTÍNEZ-PIERNAS, Ana Belén; BERTAKIS, Nikolaos; XEKOUKOULOTAKIS, Nikolaos P.; AQUERA, A.; PÉREZ, José Antonio. TiO2 photocatalysis under natural solar radiation for the degradation of the carbapenem antibiotics imipenem and meropenem in aqueous solutions at pilot plant scale. Water Research, Oxford, v. 166, p. 115037, 2019. DOI: 10.1016/j.waters.2019.115037 DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.115037
DE LIMA, Carlos Antônio Pereira; ARAUJO, Bruna A.; SILVA, Karyna S. da; SILVA, Camylla B.; LIMA, Geralda G. Cavalcante de; VIEIRA, Fernando F.; MEDEIROS, Keila M. Advanced oxidative process by heterogeneous photocatalysis for chemical laboratories effluents treatment. Desalination and Water Treatment, Hopkinton, MA, v. 174, p. 248–257, 2020. DOI: doi: 10.5004/dwt.2020.24894 DOI: https://doi.org/10.5004/dwt.2020.24894
ESKANDARI DAMANEH, Hadi; KHOSRAVI, Hassan; HABASHI, Khalil; TIEFENBACHER, John. The impact of land use and land cover changes on soil erosion in western Iran. Natural Hazards, Dordrecht, NL, v. 110, p. 2185-2205, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s11069-021-05032-w DOI: https://doi.org/10.1007/s11069-021-05032-w
GABRIELS, Karen; WILLEMS, Patrick; VAN ORSHOVEN, Jos. A comparative flood damage and risk impact assessment of land use changes. Natural Hazards and Earth System Sciences, London, v. 22, n. 2, p. 395-410, 2022. DOI: https://doi.org/10.5194/nhess-22-395-2022 DOI: https://doi.org/10.5194/nhess-22-395-2022
GARCÍA-GARAY, Juan; FRANCO-HERERA, Andrés; MACHUCA-MARTÍNEZ, Fiderman. Wild microorganism and plankton decay in ballast water treatments by solar disinfection (SODIS) and advanced oxidation processes. Marine Pollution Bulletin, Oxford, v. 154, p. 111060, 2020. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2020.111060 DOI: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111060
KALASH, Khairi R.; AL-FURAIJI, Mustafa H. Advanced oxidation of antibiotics polluted water using titanium dioxide in solar photocatalysis reactor. Journal of Engineering, Baghdad, Iraq, v. 26, n. 2, p. 1-13, 2020. DOI: https://doi.org/10.31026/j.eng.2020.02.01
MARGARITA-GUERRA, María; ARRIETA-PÉREZ, Rodinson; COLINA-MARQUEZ, José.. Modeling of a Solar Heterogeneous Photocatalytic Reactor with TiO2 for Treatment of Wastewater Contaminated By Albendazole. Ingeniería y Competitividad, Cali, Colômbia, v. 21, n. 2, 2019. DOI: https://doi.org/10.25100/iyc.v22i2i.8105 DOI: https://doi.org/10.25100/iyc.v21i2.8105
MARQUES, Fabielle C.; STUMBO, Alexandre M.; CANELA, Maria C. Estratégias e materiais utilizados em fotocatálise heterogênea para a geração de hidrogênio através da fotólise da água. Química Nova, São Paulo, SP, v. 40, n. 5, p. 561-571, 2017. DOI: https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170015 DOI: https://doi.org/10.21577/0100-4042.20170015
NARDES, André de Barros; SANTOS, George H. Marques dos; SANTOS, Letícia Estefani Sousa; MARQUES, Mariana de Castro; ARAÚJO, Rafaela Aguiar; SOUSA, Ronilson Jardim. Energia Solar e sua Viabilização. Revista Ibero - Americanade Humanidades, Ciências e Educação, São Paulo, SP, v. 7, n. 10, p. 2535–2542, nov. 2021. DOI: https://doi.org/10.51891/rease.v7i10.2872 DOI: https://doi.org/10.51891/rease.v7i10.2872
PASCOAL, Salomão de Andrade; SILVA, Camylla Barbosa; SILVA, Karyna Steffane da; LIMA, Geralda G. Cavalcante de; MEDEIROS, Keila Machado de; LIMA, Carlos Antônio Pereira de. Treatment by TiO2/UV of wastewater generated in polymeric membranes production. Desalination and Water Treatment, Hopkinton, MA, v. 207, p. 30–42, 2020. DOI: doi: 10.5004/dwt.2020.26390 DOI: https://doi.org/10.5004/dwt.2020.26390
QIAN, Ruifeng.; ZONG, Huixin; SCHNEIDER, Jenny; ZHOU, Guanda; ZHAO, Ting; YONGLI, Li, H.; YANG, Jing; BAHNEMANN, Detlef; PAN, Jia Hong. Charge carrier trapping, recombination and transfer during TiO2 photocatalysis: an overview. Catalysis Today, Amsterdam, v. 335, p. 78–90, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.10.053 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.10.053
RIAZ, Shahina; PARK, Soo-Jin. An overview of TiO2-based photocatalytic membrane reactors for water and wastewater treatments. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, Washington, US, v. 84, p. 23-41, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.12.021 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.12.021
RUDKE, Anderson P.; XAVIER, Ana Carolina F.; MARTINS, Leila D.; FREITAS, Edmilson D.; UVO, Cíntia B. B.; HALLAK, Ricardo; SOUZA, Rodrigo A. F.; DE ALMEIDA ALBUQUERQUE, Taciana T.; MARTINS, Jorge A. Landscape changes over 30years of intense economic activity in the upper Paraná River basin. Ecological Informatics, Amsterdam, v. 72, p. 101882, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/J.ECOINF.2022.101882 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2022.101882
RUFINO, Maria S. Moura. Metodologia científica: determinação da atividade antioxidante total em frutas pela captura do radical livre DPPH. Fortaleza: Embrapa Agroindústria Tropical, 2007. (Embrapa Agroindústria Tropical. Comunicado técnico, 127).
SENTHIL RATHI, Balasubramani; SENTHIL KUMAR, Pumina; SHOW, Pau-Loke. A review on effective removal of emerging contaminants from aquatic systems: Current trends and scope for further research. Journal of Hazardous Materials, Amsterdam, v. 409, p. 124413, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124413 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124413
SIVARANJANEE, Rajendran; KUMAR, Pumina Senthil. A review on remedial measures for effective separation of emerging contaminants from wastewater. Environmental Technology & Innovation, Amsterdam, v. 23, p. 101741, 2021. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101741 DOI: https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101741
SOTELO-CORNEJO Karen G.; ESPINOSA-PLASCENCIA, Angelica; GÁMEZ-BAYARDO, Sergio Gámez; PÉREZ-ÁLVAREZ, Adolfo; JIMÉNEZ-EDEZA, Maribel; GARCÍA-GALAZ, Alfonso; BERMÚDEZ-ALMADA, María del Carmen. Efecto de la fotolisis y pH en la degradación de la oxitetraciclina en sedimento y água marina. TIP Revista Especializada en Ciências Químico-Biológicas, México, MX, v. 24, n. 1, p. 23, 2021. DOI: https://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2021.369 DOI: https://doi.org/10.22201/fesz.23958723e.2021.369
SULAIMAN, Fadia; ALWARED, Abeer. Ability of Response Surface methodology to optimize photocatalytic degradation of amoxicillin from aqueous solutions using immobilized TiO2/sand. Journal of Ecological Engineering, Amsterdam, v. 23, n. 5, p. 293–304, 2022. DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/147318 DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/147318
TONG, Yindong; SUN, Jingjing; UDDIN, Minhaz; KONG, Xiangzhen; LIN, Yan; WANG, Mengzhu; ZHANG, Hefeng; XU, Xiwen; WU, Zhenyu. Perspectives and challenges of applying the water-food-energy nexus approach to lake eutrophication modelling. Water Security, Shanghai, China, v. 14, p. 100095, 2021. DOI: 10.1016/j.wasec.2021.100095 DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasec.2021.100095
VARSHA, M.; SENTHIL KUMAR, Pumina; SENTHIL RATHI, Balasubramani. A review on recent trends in the removal of emerging contaminants from aquatic environment using low-cost adsorbents. Chemosphere, Amsterdam, v. 287, p. 132270, 2022. DOI: 10.1016/j.chemosfera.2021.132270 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.132270
YAZDANBAKHSH, Ahmadreza; NEMATI, Reza, MASSOUDINEJ, Mohamadreza; JAFARI, Mohamadjavad; DASHTDAR, Masoomeh. Solar photodegradation of carbamazepine from aqueous solutions using a compound parabolic concentrator equipped with a sun tracking system. Open Chemistry, Warsaw, Poland, v. 17, n. 1, p. 477–484, Jan. 2019. DOI: https://doi.org/10.1515/chem-2019-0060 DOI: https://doi.org/10.1515/chem-2019-0060
ZAMMIT, Ian; VAIANO, Vicenzo; RIBEIRO, Ana R.; SILVA, Ádrian M. T.; MANAIA, Célia M.; RIZZO, Luigi. Immobilized cerium-doped zinc oxide as a photocatalyst for the degradation of antibiotics and the inactivation of antibiotic-resistant bacteria. Catalysts, Basel, v. 9, n. 3, p. 222, 2019. DOI: https://doi.org/10.3390/catal9030222 DOI: https://doi.org/10.3390/catal9030222
ZHANG, Wenlong; CHEN, Jun; WANG, Jichao; CUI, Cheng-Xing; WANG, Bingxing; ZHANG, Yuping. Impact of active chlorines and OH radicals on degradation of quinoline using the bipolar electro-fenton process. Water, Basel, v. 13, n. 2, p. 128, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/w13020128 DOI: https://doi.org/10.3390/w13020128
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 Leandro Silva, Geralda De Lima; Carlos Antônio De Lima
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Aviso de Direito Autoral Creative Commons
1. Política para Periódicos de Acesso Livre
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
- Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
- Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
- Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre)
- Os autores cedem à Geographia Opprrtuno Tempore, direitos exclusivos de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Atribuição-NãoComercial-
CompartilhaIgual 4.0 Internacional. Esta licença permite que terceiros façam download e compartilhem os trabalhos em qualquer meio ou formato, desde que atribuam o devido crédito de autoria, mas sem que possam alterá-los de nenhuma forma ou utilizá-los para fins comerciais. Se você remixar, transformar ou desenvolver o material, não poderá distribuir o material modificado