Oxidação de fármacos por cloro e formação de subprodutos em amostras aquosas em escala de bancada / Pharmaceuticals oxidation by chlorine and byproducts formation in aqueous matrices in bench scale

RESUMO Fármacos e desreguladores endócrinos são encontrados em águas naturais brasileiras, incluindo alguns mananciais de abastecimento, também em função da baixa cobertura de coleta e tratamento de esgotos no Brasil. Nesse cenário, o presente trabalho intentou avaliar a remoção de três fármacos - sulfametoxazol (SMX), diclofenaco (DCF) e 17β-estradiol (E2) - em água destilada por meio da oxidação com cloro (hipoclorito de sódio), variando-se a dose de cloro e o tempo de contato em ensaios de batelada. As soluções cloradas foram analisadas, ainda, por cromatografia acoplada à espectrometria de massas para identificação de eventuais subprodutos de oxidação. Para tempo de contato de 10 min e dose de cloro de 1,5 mg.L-1, foi observada remoção média de 61% para DCF, 36% para E2 e 33% para SMX. Apenas para o DCF verificou-se diferença estatisticamente significativa (α=0,05) para dose de cloro de 3,0 mg.L-1. A oxidação seguiu modelo cinético de pseudossegunda ordem, com valores de k2 de 0,0168 L.µg.min-1 para SMX (para ambas doses testadas), de 0,0133 e 0,0798 L.µg.min-1 para DCF, e de 0,0326 e 0,0289 L.µg.min-1 para E2, para doses de cloro de 1,5 e 3,0 mg.L-1, respectivamente. Por fim, verificou-se que o aumento do tempo de contato favoreceu a oxidação dos fármacos, ainda que com a perspectiva de formação de subprodutos para SMX e E2.

ABSTRACT Pharmaceuticals and endocrine disrupting compounds are found in Brazilian natural waters, including some water sources for public supply, also due to the low coverage of sewage collection and treatment in Brazil. This study investigated the removal of three pharmaceutical compounds - sulfamethoxazole (SMX), diclofenac (DCF) and 17β-estradiol (E2) - from aqueous solutions by means of chlorine oxidation (sodium hypochlorite) by varying the dose of chlorine and contact time in batch tests. The chlorine solutions were examined by chromatography attached to the mass spectrometry in order to identify the oxidation by-products. For 10 min contact time, mean removal values of 61% were observed for DCF; 36% for E2; and 33% for SMX, when the chlorine dose was 1.5 mg L-1. Just for DCF there was a statistically significant difference (α=0.05) in the removal efficiency when increasing the chlorine dose to 3.0 mg.L-1. The oxidation followed the kinetic model of pseudo-second order, with k2 values of 0.0168 L.µg.min-1 for SMX (at both chlorine doses tested); 0.0133 and 0.0798 L.µg.min-1 to DCF; and 0.0326 and 0.0289 L.µg.min-1 to the E2 at chlorine doses of 1.5 and 3.0 mg L-1, respectively. Finally, it was verified that an increase of the contact time favored the oxidation of all pharmaceuticals tested, although with the perspective of by-products formation for SMX and E2.

Considerações práticas sobre o teste de demanda química de oxigênio (DQO) aplicado a análise de efluentes anaeróbios / Practical aspects of the chemical oxygen demand (COD) test applied to the analysis of anaerobic effluents

Este artigo apresenta resultados de testes laboratoriais que investigaram a influência dos íons cloreto, amonium, ferro e sulfeto no teste de demanda química de oxigênio (DQO), bem como valores dos coeficientes de conversão da matéria orgânica específica (proteínas, carboidratos e lipídeos) determinados empiricamente. O artigo apresenta, ainda, resultados da comparação dos métodos colorimétrico e titulométrico de determinação da DQO e faz uma discussão crítica do uso do teste de DQO como parâmetro de monitoramento da eficiência de sistemas de tratamento anaeróbio.

This paper presents practical results on the influence of chloride, amonium, sulphide and iron on the chemical oxygen demand (COD) test, as well as experimental values of stoichiometric coefficients to convert the specific organic matter (protein, carbohydrate and lipid) into COD. The paper also presents results that compare the titrimetric and colorimetric methods used to measure the COD and makes a critical analysis of the use of COD test as a tool to monitor the efficiency of anaerobic treatment systems.

Acúmulo de ácidos graxos voláteis (AGVs) em reatores anaeróbios sob estresse: causas e estratégias de controle / Build up of volatile fatty acids (VFA) in anaerobic reactors under stress conditions: causes and control strategies

Este artigo apresenta uma visão integrada das principais causas de acúmulo de ácidos graxos voláteis (AGVs) em reatores anaeróbios. O acúmulo de acetato observado durante as condições de choque de carga e/ou estresse ocorre provavelmente devido às limitações cinéticas dos microrganismos metanogênicos, que é acentuada com a redução do pH. O acúmulo de acetato e hidrogênio na fase líquida pode, por sua vez, desencadear limitações termodinâmicas e conseqüente acúmulo de propionato e butirato. A manutenção de condições ideais de crescimento dos microrganismos metanogênicos é uma estratégia de controle para reduzir o acúmulo de acetato, embora não seja efetiva em reduzir a concentração de hidrogênio dissolvida ao ponto em que não haja limitação sintrófica. As estratégias para mitigação das limitações termodinâmicas poderiam envolver a regulação da concentração de acetato através do uso de resinas ou membranas, e a separação espacial de microrganismos através da granulação ou tratamento em duas fases.