Avaliação da degradação do antibiótico ceftriaxona em água pela aplicação dos processos oxidativos avançado peróxido de Hidrogênio e Fenton, associados ou não à radiação ultravioleta

Abstract

O crescente consumo mundial de antibióticos tem sido acompanhado pela crescente resistência de bactérias a antibióticos em geral. Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) não removem com eficiência muitos dos fármacos ali presentes, promovendo transferência de fase desses fármacos – da água para o lodo de ETE. Os antibióticos sintéticos, por serem mais refratários à biodegradação podem produzir efeitos adversos em termos de toxicidade aquática e, particularmente, resistência em bactérias patogênicas. O crescimento da população e o decorrente aumento no uso de antibióticos tendem a agravar essa situação com o correr do tempo. Nesse contexto, o uso do antibiótico ceftriaxona tem aumentado de forma importante nos últimos anos. O uso de Processos Oxidativos Avançados (POA) tem sido considerado uma alternativa de pós-tratamento para remoção dessas substâncias. Neste trabalho, estudou-se a eficácia dos POA Peróxido de Hidrogênio e Fenton, associados ou não à radiação ultravioleta, na mineralização do antibiótico ceftriaxona em laboratório, com matriz de água ultrapura. O antibiótico, em formulação comercial (Rocefin), foi dissolvido em concentração de 30 mg.L-1 (aproximadamente de 12 mg.L-1 de COT). A cada ensaio, oito litros dessa solução foram mantidos em recirculação contínua por um período de 120 minutos, em vazão de 30 L.h-1 no aparato experimental, equipado com reservatório com capacidade de 14 L, bomba peristáltica, fotorreator com lâmpada UV de baixa pressão de 95 W, A radiação UV a 254 nm foi monitorada por radiômetro digital. A dose total UV aplicada foi de 3,58 W.cm-2, as relações Fe2+/H2O2 estudadas foram de 1:5 e 1:10 e as concentrações de H2O2 utilizadas foram de 0, 10, 50, 70, 100 e 150 mg.L-1. Os ensaios com o oxidante H2O2 resultaram em taxa de degradação da ceftriaxona de 100%. O COT, entretanto, não teve alteração significativa. A aplicação da radiação UV isolada apresentou degradação da ordem de 64% do antibiótico, com remoção de 15,5% do COT inicial. O POA Fenton alcançou taxa de remoção de 100%, com mineralização de 43,6% e residual de peróxido de hidrogênio de 53,7%. Os ensaios com POA H2O2/UV e Fenton/UV alcançaram remoção total da ceftriaxona, com as maiores taxas de mineralização, da ordem de 66,6% e 67,6% de redução do COT, respectivamente, com as taxas mais baixas de residual de H2O2, da ordem de 13,9% e 3,2% respectivamente. Estudos em escala piloto, incluindo estudos econômicos mais aprofundados e a identificação dos subprodutos da reação, são necessários para a escolha do POA mais eficiente para a mineralização desse antibiótico em escala de produção.