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Título: Otimização de processo eletrolítico usando elétrodo de alumínio para remoção de tetraciclina em meio aquoso
Título(s) alternativo(s): Optimization of the electrolytic process using aluminum electrode for tetracycline removal in aqueous medium
Autor(es): Klasen, Camila Vianna
Orientador(es): Costa Junior, Ismael Laurindo
Palavras-chave: Antibióticos
Medicamentos
Água - Poluição
Antibiotics
Drugs
Water - Pollution
Data do documento: 4-Dez-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Medianeira
Citação: KLASEN, Camila Vianna. Otimização de processo eletrolítico usando elétrodo de alumínio para remoção de tetraciclina em meio aquoso. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Química) - UniversidadeTecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2023.
Resumo: Devido ao uso contínuo dos fármacos de diversas classes, os medicamentos tornaram-se compostos persistentes no ambiente. Os antibióticos, quando inseridos nos ecossistemas, contribuem para surgimento de cepas bacterianas resistentes. Diante disso, os antimicrobianos pertencem ao grupo de substâncias consideradas contaminantes emergentes, por serem compostos capazes de serem acumulados nos compartimentos e não possuírem legislação que regulamente a concentrações de risco nas matrizes ambientais, como efluentes, águas, superficiais e águas subterrâneas. A tetraciclina (TCT) é um antibiótico cujo a estrutura apresenta uma alta estabilidade química, uma característica físico-química comum aos fármacos. Assim, nesta pesquisa buscou-se estudar as condições ótimas de remoção da TCT em meio aquoso por meio da aplicação do processo eletrolítico, utilizando um reator em escala laboratorial operado em bateladas com eletrodos de alumínio. As condições estudadas envolveram as variáveis tensão elétrica, pH e concentração do eletrólito suporte tiossulfato de sódio (Na2S2O3), definidas pelo planejamento fatorial completo 23, e em seguida otimizados utilizando o delineamento composto central rotacional (DCCR). Foram verificados a influência das variáveis independentes sobre o sistema através do modelo estatístico, no qual verificou-se que o fator de maior influência foi a diferença de potencial, sendo que as outras variáveis também apresentaram influências significativas, bem como a combinação binária entre ddp e concentração de eletrólito. Após a otimização, a cinética de remoção da TCT foi avaliada durante 240 min. A melhor condição experimental obtida foi pH=4,6; tensão=1,3 V e [Na2S2O3]=0,2 g L-1, com previsão de remoção de 60%. A cinética de remoção se adequou melhor ao comportamento do modelo de segunda ordem, com R2 de 0,99. De maneira geral, o processo eletrolítico demonstrou ser favorável para a remoção de TCT em meio aquoso.
Abstract: Due to the continuous use of drugs from different classes, medications have become persistent compounds in the environment. Antibiotics, when inserted into ecosystems, contribute to the emergence of resistant bacterial strains. Therefore, antimicrobials belong to the group of substances considered emerging contaminants, as they are compounds capable of accumulating in compartments and do not have legislation that regulates risk concentrations in environmental matrices, such as effluents, water, surface water, and groundwater. Tetracycline (TCT) is an antibiotic whose structure presents high chemical stability, a physical-chemical characteristic common to drugs. Thus, in this research, we sought to study the optimal conditions for removing TCT in an aqueous medium by applying the electrolytic process using a laboratory-scale reactor operated in batches with aluminum electrodes. The variables studied involved the voltage, pH, and concentration of the supporting electrolyte (Na2S2O3), defined by the 2³ complete factorial design, and optimized using the central composite rotational method (DCCR). After optimization, TCT removal kinetics were evaluated for 240 min. The best experimental condition obtained was pH=4.6; voltage=1.3 V and [Na2S2O3] =0.2 g L-1, with expected removal of 60%. The removal kinetics followed the behavior of the second-order model, with R² of 0.99. In general, the electrolytic process proved to be favorable for the removal of TCT in aqueous media.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33730
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