Investigação de cafeína, Genfibrozila, Bezafibrato, Metformina, Prometazina e Loratadina em águas de sistema de abastecimento público / Investigation of caffeine, Gemfibrozil, Bezafibrate, Metformine, Prometazine, and Loratadine in waters of public supply systems

RESUMO O presente estudo teve por objetivo investigar a presença dos fármacos Cafeína, Genfibrozila, Bezafibrato, Metformina, Prometazina e Loratadina em manancial superficial e em água para consumo. Para determinar a ocorrência desses fármacos, foram realizadas seis campanhas amostrais durante o período chuvoso e seis durante o período seco, em três pontos de coleta localizados no Complexo Bolonha, cidade de Belém, região Norte do Brasil: reservatório Bolonha (captação) e estação de tratamento de água Bolonha (câmara de água filtrada e reservatório de água tratada). Para a avaliação das remoções dos fármacos nas etapas de filtração e desinfecção (com gás cloro) foram calculadas as eficiências de cada um desses processos e foi avaliada a remoção ao fim do tratamento. Como esperado, a água bruta apresentou maiores concentrações de fármacos do que a água tratada. As concentrações dos reguladores lipídicos Bezafibrato e Genfibrozila variaram de 11,4 a 1364,9 ng·L-1 na água bruta e de 15,7 a 435,9 ng·L-1 na água tratada. Já o antialérgico Loratadina foi o fármaco com maior frequência de ocorrência, e sua concentração variou de 15,7 a 45,0 ng·L-1 na água bruta e de 15,2 a 24,3 ng·L-1 na água tratada. Os resultados indicam a influência antrópica que o reservatório e a estação de tratamento de água vêm sofrendo e mostram que o tratamento de ciclo completo utilizado na estação de tratamento de água Bolonha não foi eficiente para a remoção completa dos compostos de preocupação emergente investigados. As remoções médias anuais foram de 5% para Genfibrozila, 26% para Loratadina e 52% para Bezafibrato, sendo a cloração particularmente importante para a remoção de Genfibrozila e Cafeína.

ABSTRACT The present study aimed to investigate the occurrence of the drugs Caffeine, Gemfibrozil, Bezafibrate, Metformin, Promethazine, and Loratadine in water supply and water for human consumption. To determine the occurrence of drugs, six sampling campaigns were carried out during the rainy season and six during the dry season, at three collection points located in the Bolonha Complex, Belém city, Northern Brazil: Bolonha reservoir (catchment) and Bolonha filtered water chamber and treated water reservoir. To evaluate the removal of drugs in the filtration and disinfection stages, the efficiencies of each of these processes were calculated, in addition to the removal evaluation at the end of the treatment. The raw water was the one with the highest concentrations of drugs, while the treated water had lower concentrations. The concentrations of lipid regulators Bezafibrate and Gemfibrozil ranged from 11.4 to 1,364.9 ng·L-1 in raw water and from 15.7 to 435.9 ng·L-1 in treated water. The antiallergic Loratadine was the drug with the highest frequency of occurrence whose concentration ranged from 15.7 to 45.0 ng·L-1 in raw water and from 15.2 to 24.3 ng·L-1 in treated water. The results indicate the anthropic influence that the reservoir and the filtered water chamber and treated water reservoir have been suffering and show that the full cycle treatment used in Bolonha filtered water chamber and treated water reservoir was not efficient for the complete removal of the compounds of emerging concern investigated. The average annual removals were, respectively, 5% for Gemfibrozil, 26% for Loratadine, and 52% for Bezafibrate. The chlorination step seemed to be particularly important for the removal of Gemfibrozil and Caffeine.

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.