Membranas poliméricas para remoção de desreguladores endócrinos em amostras aquosas

Abstract

Diversos compostos químicos são produzidos e utilizados mundialmente em larga escala para diferentes finalidades, aumentando a quantidade de resíduos que podem chegar aos corpos d’água. Os compostos desreguladores endócrinos (EDC), tais como os hormônios, são considerados contaminantes emergentes por serem detectados no meio ambiente em baixas concentrações e pelo fato de serem desconhecidos os efeitos nocivos que podem causar em longo prazo à saúde humana. Entre os EDC, os hormônios estrona (E1), 17β-estradiol (E2) e 17α-etinilestradiol (EE2) são considerados pseudo persistentes, pois embora apresentem curto tempo de meia vida, são diariamente excretados, acumulando-se nos corpos aquáticos, provocando sua contaminação. Tendo em vista que as estações de tratamento de água não foram projetadas para remover completamente tais compostos, esses contaminantes têm sido encontrados em águas brutas e águas destinadas ao consumo humano. Diversas técnicas podem ser empregadas para a remoção de analitos em níveis traço de amostras ambientais, no entanto destacam-se as técnicas de extração em fase sólida por membranas (SME) e a filtração por membranas. A preocupação em se obter materiais de baixo custo, fáceis de preparar e que apresentem alta eficiência de remoção, tornaram as membranas poliméricas produzidas por eletrofiação materiais bastante promissores. Diante destes aspectos, o presente trabalho visou preparar por eletrofiação membranas poliméricas utilizando os polímeros poliamida 6 (PA6), poli(Ɛ-caprolactona) (PCL), poli(ácido lático) (PLA) e poli(butilenoadipato-co-tereftalato) (PBAT) e aplicar na remoção de três hormônios em amostras aquosas: estrona, 17β-estradiol e 17α-etinilestradiol, utilizando a técnica de SME e filtração por membrana. A técnica de SME apresentou maiores porcentagens de remoção dos hormônios E1, E2 e EE2 quando se empregou as membranas de PCL e PBAT, enquanto para a técnica de filtração por membrana, as maiores porcentagens de remoção dos compostos foram obtidas para a membrana de PBAT. O método utilizado de HPLC-DAD para detecção dos hormônios apresentou coeficientes de correlação adequados e limites de detecção e quantificação compatíveis com as concentrações utilizadas neste trabalho. Desta forma, a utilização da membrana de PBAT para remoção dos hormônios E1, E2 e EE2, por meio da técnica de filtração, é realizada de uma forma rápida e simples. A membrana polimérica de PBAT produzida através da técnica de eletrofiação é tão eficaz quando uma membrana comercial de celulose na remoção e na recuperação dos hormônios estudados, além de apresentar menor custo de produção e possibilitar modificações internas e externas.

Several chemical compounds are produced and used worldwide in a large scale for various purposes, increasing the amount of waste that can reach the bodies of water. Endocrine disrupting compounds (EDCs), such as hormones, are considered emerging contaminants because they are detected in the environment at low concentrations and because the harmful effects that would cause long-term human health are unknown. Among the EDCs, the hormones estrone (E1), 17β-estradiol (E2) and 17α-ethinyl estradiol (EE2) are considered pseudo persistent because although they have a short half-life, they are excreted daily, accumulating in the aquatic bodies, causing their contamination. Since water treatment plants were not designed to completely remove such compounds, these contaminants have been found in raw water and intended for human consumption. Several techniques can be employed for the removal of analytes at trace levels of environmental samples, however, the techniques of solid phase extraction (SME) by membranes and membrane filtration stand out. The concern to obtain low cost materials, easy to prepare and with high removal efficiency, made the polymer membranes produced by electro-spinning very promising materials. In view of these aspects, the present work aimed to prepare polymer membranes using the polymers polyamide 6 (PA6), poly(Ɛ-caprolactone) (PCL), poly(lactic-acid) (PLA) and poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) and to remove three hormones in aqueous samples: estrone, 17β-estradiol and 17α-ethynylestradiol using the SME technique and membrane filtration. The SME technique presented higher percentages of removal of the hormones E1, E2 and EE2 when PCL and PBAT membranes were used, whereas for the membrane filtration technique, the highest removal percentages of the compounds were obtained for the PBAT membrane. The HPLC-DAD method used to detect hormones had adequate correlation coefficients and limits of detection and quantification compatible with the concentrations used in this work. In this way, the use of the PBAT membrane to remove the hormones E1, E2 and EE2, through the filtration technique, is performed in a quick and simple way. The PBAT polymer membrane produced by the electro-spinning technique is as effective as a commercial cellulose membrane in the removal and recovery of the studied hormones, besides presenting lower production costs and allowing internal and external modifications.