Utilização de fotólise artificial como alternativa para remoção de contaminantes orgânicos de efluente de estação de tratamento de efluentes (ETE)

Abstract

Durante muito tempo, apenas o impacto dos contaminantes convencionais foram estudados, principalmente aqueles provenientes das grandes indústrias e da agricultura. Porém, o estudo dos contaminantes emergentes tem se estabelecido nas últimas décadas, já que podem apresentar efeitos adversos à saúde humana e ao meio ambiente mesmo em baixas concentrações. Os fármacos são um exemplo destes contaminantes, pois podem modificar funções biológicas quando absorvidos por organismos, atuando como desreguladores endócrinos. A principal diferença dos fármacos frente a outros contaminantes convencionais é por serem modificados metabolicamente após sua administração, formando compostos que podem ser mais ativos ou tóxicos que o inicial. O tratamento de efluente doméstico usual não foi desenvolvido para degradar este tipo de contaminante, e por isso a eficiência de remoção é muito variável, podendo ir de 100% até 20% para os mais recalcitrantes. A fotólise é um processo dentro do grupo dos processos avançados de oxidação que utiliza uma fonte de luz, normalmente ultravioleta, para a degradação destes compostos, sendo sua. A fotólise forçada de três fármacos de classes diferentes, paracetamol, cafeína e diclofenaco, foi estudada com a variação da potência da fonte, a fim de verificar a mudança na cinética em função da potência aplicada. A quantificação dos fármacos nas amostras foi realizada através de HPLC-UV. Dentre os fármacos avaliados, apenas o diclofenaco foi efetivamente degradado. A utilização do efluente real nos experimentos diminuiu a constante cinética de degradação do diclofenaco. Quando o efluente foi filtrado, apesar de não melhorar a cinética do diclofenaco, aumentou a mineralização. Existem diversos modelos comerciais de reatores, com as mais variadas capacidades, que podem ser utilizados para fotólise, e apesar do investimento inicial ser a parte mais dispendiosa, o custo de manutenção é bastante pequeno devido à grande vida útil e pequeno consumo energético das lâmpadas e por não ser necessário nenhum outro consumível.

For a long time, just the impact of the conventional contaminants was studied, mainly those coming from the big industries and agriculture. However, the study of emerging contaminants has been stablished in the last decades, since they can present adverse effects in the human health and environment even in low concentrations. The pharmaceuticals are an example of these contaminants, since they can modify biological functions when absorbed by organisms, acting as endocrine disruptors. The main difference of pharmaceuticals compared to other conventional contaminants is because they are metabolically transformed after its administration, forming compounds that can be more active or toxic than the initial. The usual domestic effluent treatment was not developed to degrade this kind of contaminant, and by that, the removal efficiency is very variable, being able to go from 100% to 20% for the more recalcitrant. Photolysis is a process within the advanced oxidation processes group that uses a source of light, usually ultraviolet light, for the degradation of such compounds. The forced photolysis of three pharmaceuticals of different groups, paracetamol, caffeine and diclofenac, was studied with the variation of the source power, in order to see the change in the kinetics depending on the applied power. The pharmaceuticals quantification in the samples was performed by HPLC-UV. Among the evaluated pharmaceuticals, just diclofenac was effectively degraded. The use of real effluent in the experiments decreased the degradation kinetic constant of the diclofenac. When the effluent was filtrated, although it does not improve the diclofenac kinetics, it raised the mineralization. There are several commercial models of reactors, with the most varied capacities, which can be used for photolysis, and despite the initial investment is the most expensive part, the maintenance cost is quite small due to the high lifespan and little energetic consumption of the lamps and because any other consumable is unnecessary.