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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33779| Título: | Estudo de sorção e dessorção de hidroxicloroquina e ivermectina em lodo de esgoto da região Oeste do Paraná |
| Título(s) alternativo(s): | Sorption and desorption study of hydroxychloroquine and ivermectin in sewage sludge from the West region of Paraná |
| Autor(es): | Locatelli, Bruna Giovana |
| Orientador(es): | Pletsch, Adelmo Lowe |
| Palavras-chave: | Lodo Adsorção Esgotos Mud Adsorption Sewerage |
| Data do documento: | 7-Fev-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | LOCATELLI, Bruna Giovana. Estudo de sorção e dessorção de hidroxicloroquina e ivermectina em lodo de esgoto da região Oeste do Paraná. 2024. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2024. |
| Resumo: | A presença de fármacos nos ecossistemas é considerada uma preocupação ambiental pelo fato dessas substâncias apresentarem potenciais riscos à saúde humana e a das demais espécies. A entrada de contaminantes farmacológicos no ambiente pode ocorrer de diversas formas, sendo o efluente doméstico uma das principais rotas. Com a pandemia de COVID-19, medicamentos como hidroxicloroquina (HCQ) e ivermectina (IVM) apresentaram aumento nos padrões de consumo, e pouco se sabe sobre os impactos ambientais relacionados ao enfrentamento da doença ao redor do mundo, bem como sobre o comportamento desses fármacos no ambiente. Assim, objetivamos nessa pesquisa estudar a sorção e dessorção da hidroxicloroquina e da ivermectina em lodo de esgoto e assim contribuir para a prospecção da interação destes analitos nessa matriz ambiental. As amostras utilizadas foram coletadas em seis pontos diferentes de uma estação de tratamento de esgoto do município de Santa Helena, na Região Oeste do Paraná e caracterizadas após secagem ao ar por aproximadamente 30 dias. As medidas de concentração dos analitos em solução ocorreram por espectrometria de absorção molecular na região do ultravioleta. Os ensaios cinéticos e de equilíbrio para a sorção e dessorção ocorreram pelo método das bateladas considerando diferentes temperaturas. Os dados cinéticos para a sorção da hidroxicloroquina apresentaram ajustes adequados aos modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem (R²=0,89 a 0,99) e pseudo-segunda ordem (R²=0,92 a 0,99), enquanto que para a ivermectina apresentaram ajuste satisfatórios aos modelos de pseudo-segunda ordem (R²=0,86 a 0,99) e Elovich (R²=0,90 a 0,99). As isotermas de sorção avaliadas à 20, 25, 30 e 35 °C foram ajustadas aos modelos de Langmuir e Freundlich. Para ambos os fármacos foi observado melhor ajuste ao modelo de Langmuir (R²=0,30 a 0,86 para HCQ e R²=0,92 a 0,98 para IVM), indicando maior caráter químico do processo de sorção dos analitos em lodo de esgoto. A sorção específica foi de 43,3 mg g-1 e 28,7 mg g-1 para hidroxicloroquina e ivermectina, respectivamente. O maior percentual de dessorção obtido foi de 49,45%, obtido para a hidroxicloroquina, enquanto para ivermectina não foi observada dessorção nas condições do estudo. Assim, foi possível confirmar que ambos os fármacos são retidos pelo lodo de esgoto. A hidroxicloroquina apresentou maior interação com a amostra P3 (lodo da saída do reator) enquanto a ivermectina foi adsorvida em maiores quantidades pela amostra P1 (lodo bruto da calha Parshall). Já as interações mais fracas entre adsorvente e adsorvato foram observadas para a amostra P2 (lodo bruto seco da caixa de limpeza da calha Parshall), quando avaliada a hidroxicloroquina e amostra P4 (lodo do leito de mineralização), quando avaliada a ivermectina. O estudo termodinâmico revelou que a adsorção de hidroxicloroquina é espontânea, endotérmica e envolve o aumento da randomicidade da interface sólido-líquido para todas as temperaturas avaliadas. Resultado semelhante foi obtido para a ivermectina, em que apenas a adsorção em P4 se mostrou não espontânea, exotérmica e com variação de entropia negativa. A caracterização das amostras foi essencial para a compreensão dos resultados adquiridos no estudo cinético e de equilíbrio e colaboram com a compreensão da mobilidade desses fármacos em estações de tratamento de esgoto. |
| Abstract: | The presence of pharmaceuticals in ecosystems is considered an environmental concern because these substances present potential risks to human health and that of other species. The entry of pharmacological contaminants into the environment can occur in different ways, with domestic effluent being one of the main routes. With the COVID-19 pandemic, medications such as hydroxychloroquine (HCQ) and ivermectin (IVM) have shown an increase in consumption patterns, and little is known about the environmental impacts related to combating the disease around the world, as well as the behavior of these drugs in the environment. Therefore, in this research we aim to study the sorption and desorption of hydroxychloroquine and ivermectin in sewage sludge and thus contribute to the prospect of the interaction of these analytes in this environmental compartment. The samples used were collected at six different points in a wastewater treatment plant in Santa Helena, a city in the Western Region of Paraná and characterized after air drying during 30 days. The concentration measurements of the analytes in solution took place using molecular absorption spectrometry in ultraviolet region. The kinetic and equilibrium tests for sorption and desorption occurred using the batch method considering different temperatures. The kinetic data for the sorption of hydroxychloroquine presented adequate adjustments to the pseudo-first order (R²=0.89 to 0.99) and pseudo-second order (R²=0.92 to 0.99) kinetic models, while for ivermectin presented satisfactory fits to the pseudo-second order (R²=0.86 to 0.99) and Elovich (R²=0.90 to 0.99) models. The sorption isotherms evaluated at 20, 25, 30 and 35 °C were fitted to the Langmuir and Freundlich models. For both drugs, a better fit to the Langmuir model was observed (R²=0.30 to 0.86 for HCQ and R²=0.92 to 0.98 for IVM), indicating a greater chemical character of the sorption process of analytes in sludge of sewage. The specific sorption was 43.3 mg g-1 and 28.7 mg g-1 for hydroxychloroquine and ivermectin, respectively. The highest percentage of desorption obtained was 49.45%, obtained for hydroxychloroquine, while for ivermectin no desorption was observed under the study conditions. Thus, it was possible to confirm that both drugs are retained by sewage sludge. Hydroxychloroquine showed greater interaction with sample P3 (sludge from the reactor outlet) while ivermectin was adsorbed in greater quantities by sample P1 (raw sludge from the Parshall flume). The weakest interactions between adsorbent and adsorbate were observed for sample P2 (dry raw sludge from the Parshall flume cleaning box), when evaluating hydroxychloroquine, and sample P4 (sludge from the mineralization bed), when evaluating ivermectin. The thermodynamic study revealed that the adsorption of hydroxychloroquine is spontaneous, endothermic and involves increasing the randomness of the solid-liquid interface for all temperatures evaluated. A similar result was obtained for ivermectin, in which only the adsorption at P4 proved to be non-spontaneous, exothermic and with negative entropy variation. The characterization of the samples was essential for understanding the results acquired in the kinetic and equilibrium study and the mobility of this pharmaceuticals in wastewater treatment plants. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33779 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais |
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