O descarte de antimicrobianos e bactérias através de efluentes hospitalares tem contribuído para o aumento e disseminação da resistência antimicrobiana no ambiente natural. Esta resistência pode estar associada à aquisição de genes de resistência, presença de bombas de efluxo ou características intrínsecas das bactérias. O presente trabalho teve como objetivos: caracterizar o perfil de resistência em 60 isolados de Pseudomonas para os antimicrobianos Ceftazidima e Imipenem, detecção fenotípica das bombas de efluxo e detecção dos genes mex B, mex D, mex Y e mex F de bomba de efluxo da família Resistência-Nodulação- Divisão (RND), associados a fenótipos de resistência neste gênero bacteriano. O perfil de resistência dos isolados foi avaliado através da Concentração Inibitória Mínima (CIM) dos antimicrobianos Ceftazidima e Imipenem. Para a detecção fenotípica das bombas de efluxo foi comparada a CIM do Imipenem (IMP) e da Ceftazidima (CAZ) na presença e na ausência de carbonil cianida mclorofenilhidrazona (CCCP). A presença dos genes foi verificada através da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). Os isolados de Pseudomonas aeruginosa (n=32) mostraram-se mais resistentes aos antimicrobianos testados do que as outras espécies do gênero (n=28). Na avaliação fenotípica das bombas de efluxo 10 isolados reduziram a CIM do IMP e 6 isolados reduziram a CIM da CAZ na presença do CCCP, indicando que bombas de efluxo possivelmente são responsáveis por esta resistência nestes isolados. Dos 60 isolados utilizados no estudo, 95% amplificaram o gene mex Y, 88% o gene mex B, 88% mex F, 48% mex D, no entanto, quando os resultados do PCR foram comparados com a análise fenotípica, revelou que nem todos os isolados expressam os genes encontrados, portanto a resistência pode ser associada também a outros mecanismos. / The disposal of antimicrobial and bacteria through hospital effluents has contributed to the increase and spread of antimicrobial resistance in the natural environment. This resistance can be associated to gene acquisition, presence of efflux bombs or intrinsic characteristics of the bacteria. This study aimed to: characterize the resistance profile of 60 Pseudomonas isolates for Ceftazidime and Imipenem l, to detect phenotypically efflux pumps systems and detect the genes mex B mex D, mex Y and mex F responsible by the efflux pump family resistance-nodulation-division (RND). The isolates resistance profile was evaluated by Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of ceftazidime and imipenem l. For the phenotypic detection of efflux pumps the MIC of imipenem (IMP) and ceftazidime (CAZ) in the presence and absence of carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone (CCCP was compared. The presence of the genes was verified by Polymerase Chain Reaction (PCR). Isolates of Pseudomonas aeruginosa (n=32) were more resistant to antimicrobials tested than other species of the genus (n=28). In the phenotypic evaluation of efflux pumps 10 isolates reduced the MIC of IMP and 6 isolates reduced the CAZ MIC in the presence of CCCP, indicating that an efflux system can be responsible for the resistance of the isolates. Of the 60 isolates used in the study, 95% amplified the mex Y, 88% mex B, 88% mex F and 48% mex D, however, when the PCR results were compared with the phenotypic analysis the results revealed that neither all isolates express genes found, therefore the resistance observed might be associated to another mechanism.

O gênero Acinetobacter tem emergido como um importante patógeno nosocomial que apresenta, não apenas resistência intrínseca a muitos antimicrobianos, como também uma grande habilidade de adquirir novos mecanismos de resistência. É de grande importância o conhecimento da epidemiologia local dos isolados para que se possa estabelecer o melhor tratamento a ser adotado e as medidas de controle epidemiológico mais adequadas para evitar a disseminação destes microrganismos. O objetivo deste trabalho foi de comparar isolados de Acinetobacter spp. provenientes de amostras clínicas e de efluente hospitalar quanto ao perfil de suscetibilidade a antimicrobianos e a presença de genes de resistência aos carbapenêmicos, assim como determinar a relação clonal destes isolados. Para isso isolados clínicos e amostras de efluente hospitalar de cinco hospitais em Porto Alegre, RS, Brasil foram coletadas. Os isolados bacterianos foram identificados como pertencentes ao gênero Acinetobacter através da amplificação do rDNA16S. O perfil de suscetibilidade a antimicrobianos foi avaliado pela técnica de disco-difusão e a presença dos genes blaIMP, blaVIM, blaSPM, blaOXA-23, blaOXA-51 foi analisada por PCR em todos os isolados resistentes a carbapenêmicos. A relação clonal dos isolados foi avaliada pela amplificação de seqüências repetitivas do genoma (ERIC-PCR) e análise de macrorestrição do genoma (PFGE). Foram analisados 577 isolados, sendo 274 clínicos e 303 de efluente hospitalar. Foram encontrados 68% de isolados clínicos e 30% de isolados de efluente multirresistentes. Não foram identificados isolados com genes para metalo-b-lactamases, mas 61,2% dos isolados clínicos e três isolados de efluente hospitalar apresentaram o gene blaOXA-23. O gene blaOXA-51 foi identificado em 84% dos isolados clínicos e 56% de efluente. As técnicas de ERIC-PCR e PFGE indicaram uma disseminação de isolados clones entre os diferentes hospitais analisados, assim como uma similaridade genética entre isolados de efluente hospitalar e isolados clínicos, indicando a disseminação dos últimos através do efluente. / The genus Acinetobacter has emerged as an important nosocomial pathogen that presents not only intrinsic resistance to many antibiotics, but also a great ability to acquire new resistance mechanisms. It is very important to study local epidemiology of bacterial isolates so the best treatment and the most appropriate epidemic control measurements to prevent the spread of these microorganisms can be determined. The aim of this study was to compare isolates of Acinetobacter spp. from clinical specimens and hospital wastewater on their antibiotic susceptibility profile and the presence of resistance genes to carbapenems, as well as to determine the clonal relationship of these isolates. Clinical isolates and hospital wastewater samples from five hospitals in Porto Alegre, RS, Brazil were collected. The isolates were identified as belonging to the genus Acinetobacter by amplification of the rDNA16S. The susceptibility profile was determined by the disk-diffusion method and the presence of the blaIMP, blaVIM, blaSPM, blaOXA-23, blaOXA-51 genes were screened by PCR. The clonal relationship of the isolates was evaluated by amplification of repetitive sequences from the genome (ERIC-PCR) and macrorestriction analysis of the genome (PFGE). We analyzed 577 isolates, where 274 were of clinical origin and 303 from the hospital wastewater samples. We found that 68% of the clinical isolates and 30% of the wastewater isolates were multiresistant. None of the isolates presented genes of metallo-β-lactamase, in other hand, 61.2% of the clinical isolates and three from the hospital wastewater had the gene blaOXA-23. The gene blaOXA-51 was identified in 84% of the clinical isolates and in 56% of the hospital wastewater ones. The PFGE and ERIC-PCR analysis showed a possible dissemination of clones strains among the hospitals studied, and a genetic similarity among the hospital sewage and clinical isolates, indicating their dissemination through the wastewater.

Compostos farmacêuticos são detectados em diversas matrizes ambientais. Estes compostos, quando não eliminados por técnicas avançadas de tratamento, contribuem para impactos ambientais negativos. Especificamente, efluentes hospitalares apresentam altas concentrações destes compostos principalmente pela excreção por pacientes. Neste contexto, o presente trabalho visa contribuir com a pesquisa científica em relação a efluentes hospitalares no Brasil, propondo alternativas de tratamento com ozônio para a remoção de fármacos. Para atingir o objetivo proposto, foi realizado um diagnóstico em um hospital visando identificar o consumo das principais classes farmacêuticas. A partir deste estudo, desenvolveu-se um planejamento de experimentos para avaliar os parâmetros mais adequados do processo de ozonização para a remoção de cafeína (CAF), amoxicilina (AMX) e ampicilina (AMP) em soluções aquosas. Foram avaliados experimentalmente os processos O3, O3/UV, O3/Fe2+, O3/UV/Fe2+. Investigou-se a influência da concentração inicial de fármaco, do pH, da potência de luz UV aplicada e da concentração inicial de Fe2+ utilizado como catalisador homogêneo. A variável de resposta foi a eficiência de mineralização. Os parâmetros obtidos pelo planejamento experimental foram aplicados para o Atenolol (ATE) e para soluções aquosas contendo a mistura de todos os compostos analisados (CAF, AMX, AMP e ATE). Um estudo cinético para determinação das constantes de reação foi realizado para a cafeína e atenolol. Para avaliar o tratamento com efluente hospitalar, uma caracterização (detecção de compostos farmacêuticos e parâmetros físico-químicos e toxicológicos) foi realizada antes e após o processo que apresentou a melhor eficiência de mineralização. Com o objetivo de extrapolar os estudos realizados e avaliar outros poluentes emergentes, além dos compostos farmacêuticos, realizaram-se experimentos com 90 compostos como drogas de abuso, hormônios e produtos de higiene pessoal que também podem estar presentes em efluentes hospitalares, avaliando a influência do pH e da dosagem de ozônio aplicada. Como principais resultados, os antibióticos e cardiovasculares foram as classes farmacêuticas mais consumidas no hospital. Pelo planejamento de experimentos, observou-se que todos os compostos avaliados foram rapidamente degradados (100% em menos de 15min) e as melhores eficiências de mineralização atingiram 70,8%, 60,4% e 63,6% para CAF, AMX e AMP, respectivamente. O sistema O3/UV/Fe2+ obteve a melhor eficiência de mineralização para o ATE (67,9%) e para a mistura dos compostos (69,5%). O estudo cinético possibilitou o cálculo das constantes cinéticas: kO3 =697,46 M-1 s-1 e kOH = 6,41x109 M-1 s-1 para a cafeína; e kO3 =146,56 M-1 s-1 e kOH = 15,29x109 M-1 s-1 para o atenolol. A eficiência de mineralização para os experimentos com efluente hospitalar atingiu 54,7% para o sistema O3/UV, sendo eficiente para a completa eliminação de diversos compostos farmacêuticos e remoção da toxicidade. Em relação à remoção dos 90 poluentes emergentes, observou-se que 53,3% dos compostos foram completamente degradados utilizando uma razão mMO3/mMC=0,3 em pH neutro. Os resultados encontrados indicam que o presente trabalho contribui para o avanço da pesquisa sobre efluentes hospitalares, pois apresenta uma alternativa de tratamento eficiente para a completa remoção de diversos compostos farmacêuticos, minimizando o impacto negativo destes no meio ambiente. / Pharmaceutical compounds (PhCs) are detected in various environmental matrices. These compounds, whether not eliminated by advanced treatment techniques, contribute to bacterial resistance and negative environmental impacts on water resource. Specifically, hospital wastewaster exhibit high concentrations of these compounds mainly by the excretion by patients. In this context, this paper aims to contribute to scientific research regarding hospital wastewater in Brazil, proposing treatment alternatives by ozone to remove PhCs. To achieve this purpose, it conducted a diagnosis in a hospital to identify the consumption of major pharmaceutical classes. With this result, it developed an experimental design to evaluate the most appropriate parameters of the ozonation process for the removal of caffeine (CAF), amoxicillin (AMX) and ampicillin (AMP) in aqueous solutions. This study evaluated the following processes experimentally: O3, O3/UV, O3/Fe2+ O3/UV/Fe2+. The influence of ozone dose, initial PhCs concentration, pH, power UV light applied and Fe2+ initial concentration used as homogeneous catalyst were investigated. Mineralization efficiency was the response variable. Parameters obtained by the experimental design were applied for Atenolol (ATE) and aqueous solutions containing the mixture of all compounds analyzed (CAF, AMX, AMP and ATE). A kinetic study for the determination of reaction constants was carried out for caffeine and atenolol. To evaluate the hospital wastewater treatment, a characterization (detection of pharmaceutical compounds and physico-chemical and toxicological parameters) was performed before and after the process that showed the best mineralization efficiency. In order to extrapolate the studies and evaluate other emergent pollutants, in addition to pharmaceutical compounds, were conducted experiments with 90 compounds such as illicit drugs, hormones and personal care products, which also may be present in hospital wastewater, evaluating the influence of pH and ozone dosage. Main results showed that antibiotics and cardiovascular were the most consumed pharmaceutical classes in the hospital. For the design of experiments, it was observed that all the evaluated compounds were rapidly degraded (100% in less than 15 minutes) and the best mineralization efficiency reached 70.8%, 60.4% and 63.6% for CAF and AMX AMP, respectively. The system O3/UV/Fe2+ obtained the best mineralization efficiency for ATE (67.9%) and mixture of compounds (69.5%). The kinetic study allowed the determination of the kinetic constants: kO3 = 697.46 M-1 s-1 and kOH = 6.41x109 M-1 s-1 for caffeine; and kO3 = 146.56 M-1 s-1 and kOH = 15.29x109 M-1 s-1 for atenolol. Mineralization efficiency for hospital wastewater experiments reached 54.7% by the system O3/UV, being efficient for complete elimination of various PhCs and removal of toxicity. Regarding the removal of 90 emergent pollutants, it was observed that 53.3% of the compounds were completely degraded using a ratio mMO3/MMC = 0.3 at neutral pH. The results indicated that this work contributes to the advance of research on hospital wastewater, because it presents an effective alternative treatment for complete removal of various pharmaceutical compounds, minimizing the negative impact on the environment.

As bactérias contendo este elemento de mobilidade genética podem contribuir para a disseminação de determinantes de resistência, bem como servir de reservatório em potencial para estes genes. / Pseudomonas genus, widely distributed in the environment, is often found associated to determinants of beta-lactams resistance and presence of integrons. The present study was conducted to investigate the resistance profile of Pseudomonas spp strains isolated from untreated hospital effluents, likewise beta-lactamase genes and integrons. Untreated hospital effluents were collected from four hospitals in Porto Alegre, RS. Non-fermenter bacteria were isolated; the identification was confirmed by 16S rRNA PCR. Susceptibility testing was determined by the disk-diffusion method using 11 different betalactams antimicrobials. The beta-lactamase genes blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaOXA-23-like, blaOXA-24-like, blaOXA-51-like and blaGES-like genes and the integrons genes intI1, intI2 and intI3 were determined by PCR using specific primers. One hundred and twenty-eight isolates were recovered; the most common species was P. pseudoalcaligenes. The resistance level found was considered high, 62 (50%) isolates were multi-resistants. No isolate carrying the beta-lactamase genes tested was found among the strains. Of 68 isolates considered positives for integrons, 52 were identified as carrying the class 1 integron gene, intI1. No isolate carrying class 1 or class 2 integrons was found among the strains. Untreated hospital effluents could be a source of environmental contamination due to discharge of antimicrobial resistant bacteria, in the case of the present study, also integron positives. Bacteria carrying this genetic mobile element can contribute for the dissemination of resistance determinants and also act like a potential reservoir for many types of resistance genes.

Compostos farmacêuticos são detectados em diversas matrizes ambientais. Estes compostos, quando não eliminados por técnicas avançadas de tratamento, contribuem para impactos ambientais negativos. Especificamente, efluentes hospitalares apresentam altas concentrações destes compostos principalmente pela excreção por pacientes. Neste contexto, o presente trabalho visa contribuir com a pesquisa científica em relação a efluentes hospitalares no Brasil, propondo alternativas de tratamento com ozônio para a remoção de fármacos. Para atingir o objetivo proposto, foi realizado um diagnóstico em um hospital visando identificar o consumo das principais classes farmacêuticas. A partir deste estudo, desenvolveu-se um planejamento de experimentos para avaliar os parâmetros mais adequados do processo de ozonização para a remoção de cafeína (CAF), amoxicilina (AMX) e ampicilina (AMP) em soluções aquosas. Foram avaliados experimentalmente os processos O3, O3/UV, O3/Fe2+, O3/UV/Fe2+. Investigou-se a influência da concentração inicial de fármaco, do pH, da potência de luz UV aplicada e da concentração inicial de Fe2+ utilizado como catalisador homogêneo. A variável de resposta foi a eficiência de mineralização. Os parâmetros obtidos pelo planejamento experimental foram aplicados para o Atenolol (ATE) e para soluções aquosas contendo a mistura de todos os compostos analisados (CAF, AMX, AMP e ATE). Um estudo cinético para determinação das constantes de reação foi realizado para a cafeína e atenolol. Para avaliar o tratamento com efluente hospitalar, uma caracterização (detecção de compostos farmacêuticos e parâmetros físico-químicos e toxicológicos) foi realizada antes e após o processo que apresentou a melhor eficiência de mineralização. Com o objetivo de extrapolar os estudos realizados e avaliar outros poluentes emergentes, além dos compostos farmacêuticos, realizaram-se experimentos com 90 compostos como drogas de abuso, hormônios e produtos de higiene pessoal que também podem estar presentes em efluentes hospitalares, avaliando a influência do pH e da dosagem de ozônio aplicada. Como principais resultados, os antibióticos e cardiovasculares foram as classes farmacêuticas mais consumidas no hospital. Pelo planejamento de experimentos, observou-se que todos os compostos avaliados foram rapidamente degradados (100% em menos de 15min) e as melhores eficiências de mineralização atingiram 70,8%, 60,4% e 63,6% para CAF, AMX e AMP, respectivamente. O sistema O3/UV/Fe2+ obteve a melhor eficiência de mineralização para o ATE (67,9%) e para a mistura dos compostos (69,5%). O estudo cinético possibilitou o cálculo das constantes cinéticas: kO3 =697,46 M-1 s-1 e kOH = 6,41x109 M-1 s-1 para a cafeína; e kO3 =146,56 M-1 s-1 e kOH = 15,29x109 M-1 s-1 para o atenolol. A eficiência de mineralização para os experimentos com efluente hospitalar atingiu 54,7% para o sistema O3/UV, sendo eficiente para a completa eliminação de diversos compostos farmacêuticos e remoção da toxicidade. Em relação à remoção dos 90 poluentes emergentes, observou-se que 53,3% dos compostos foram completamente degradados utilizando uma razão mMO3/mMC=0,3 em pH neutro. Os resultados encontrados indicam que o presente trabalho contribui para o avanço da pesquisa sobre efluentes hospitalares, pois apresenta uma alternativa de tratamento eficiente para a completa remoção de diversos compostos farmacêuticos, minimizando o impacto negativo destes no meio ambiente. / Pharmaceutical compounds (PhCs) are detected in various environmental matrices. These compounds, whether not eliminated by advanced treatment techniques, contribute to bacterial resistance and negative environmental impacts on water resource. Specifically, hospital wastewaster exhibit high concentrations of these compounds mainly by the excretion by patients. In this context, this paper aims to contribute to scientific research regarding hospital wastewater in Brazil, proposing treatment alternatives by ozone to remove PhCs. To achieve this purpose, it conducted a diagnosis in a hospital to identify the consumption of major pharmaceutical classes. With this result, it developed an experimental design to evaluate the most appropriate parameters of the ozonation process for the removal of caffeine (CAF), amoxicillin (AMX) and ampicillin (AMP) in aqueous solutions. This study evaluated the following processes experimentally: O3, O3/UV, O3/Fe2+ O3/UV/Fe2+. The influence of ozone dose, initial PhCs concentration, pH, power UV light applied and Fe2+ initial concentration used as homogeneous catalyst were investigated. Mineralization efficiency was the response variable. Parameters obtained by the experimental design were applied for Atenolol (ATE) and aqueous solutions containing the mixture of all compounds analyzed (CAF, AMX, AMP and ATE). A kinetic study for the determination of reaction constants was carried out for caffeine and atenolol. To evaluate the hospital wastewater treatment, a characterization (detection of pharmaceutical compounds and physico-chemical and toxicological parameters) was performed before and after the process that showed the best mineralization efficiency. In order to extrapolate the studies and evaluate other emergent pollutants, in addition to pharmaceutical compounds, were conducted experiments with 90 compounds such as illicit drugs, hormones and personal care products, which also may be present in hospital wastewater, evaluating the influence of pH and ozone dosage. Main results showed that antibiotics and cardiovascular were the most consumed pharmaceutical classes in the hospital. For the design of experiments, it was observed that all the evaluated compounds were rapidly degraded (100% in less than 15 minutes) and the best mineralization efficiency reached 70.8%, 60.4% and 63.6% for CAF and AMX AMP, respectively. The system O3/UV/Fe2+ obtained the best mineralization efficiency for ATE (67.9%) and mixture of compounds (69.5%). The kinetic study allowed the determination of the kinetic constants: kO3 = 697.46 M-1 s-1 and kOH = 6.41x109 M-1 s-1 for caffeine; and kO3 = 146.56 M-1 s-1 and kOH = 15.29x109 M-1 s-1 for atenolol. Mineralization efficiency for hospital wastewater experiments reached 54.7% by the system O3/UV, being efficient for complete elimination of various PhCs and removal of toxicity. Regarding the removal of 90 emergent pollutants, it was observed that 53.3% of the compounds were completely degraded using a ratio mMO3/MMC = 0.3 at neutral pH. The results indicated that this work contributes to the advance of research on hospital wastewater, because it presents an effective alternative treatment for complete removal of various pharmaceutical compounds, minimizing the negative impact on the environment.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this study, the advanced oxidation process heterogeneous photocatalysis were used for the degradation of diclofenac and decrease of the organic load in the effluent from the emergency sector (PA) of the University Hospital of Santa Maria (HUSM). Two different photoreactors were investigated: the rotative discs reactor, which employed TiO2 immobilized on ceramic discs (1800 mL), and the tubular helicoidal reactor (1000 mL), employing TiO2 in suspension. Both used as radiation source a mercury vapor lamp of medium pressure (125 W and 401 W m-2) that propitiated flow of photons of 2.22 x 10-6 ± 1.30 x10-7 mol s-1 and 1.77 x 10-6 ± 1.45 x 10-7 mol s-1 for the rotative discs and tubular helicoidal reactors, respectively. Potassium ferrioxalate was used as actinometer for these measurements. The experimental conditions were optimized by applying Response Surface Methodology. Reduction of chemical oxygen demand (COD) after 60 min was used for this evaluation. The temperature of the reactors was kept constant in 30 °C, while pH and discs rotation velocity; and pH, mass of TiO2 in suspension and recirculation rate were the variables for rotative discs and tubular helicoidal reactors, respectively. The better conditions found were: pH 5 and 9 rpm for rotative discs reactor (COD reduction of 30%) and pH 3, 600 mg L-1 TiO2 and recirculation rate of 15 L h-1 (COD reduction of 45%) for the tubular helicoidal reactor. The photonic efficiency of the rotative disc reactor was 2.69 ± 0.23%, lower than the 10.54 ± 0.37% reached by the tubular helicoidal. The efficiency of degradation of diclofenac in hospital effluent was assessed through high performance liquid chromatography with diode array detector (HPLC-DAD, lmáx = 279 nm), a mobile phase MeOH:Aqueous Na3PO4 0.01 mol L-1 (H3PO4 , pH 6) 70:30 (v/v). The diclofenac added to the hospital effluent (0.1 mg L-1) was 100% e 97% degraded by using using the rotative disc and tubular helicoidal reactors, respectively. Diclofenac environmental exposure in the hospital effluent was also carried out by mean of HPLC-DAD. Samples collected during 7 days were analyzed. Diclofenac concentration ranged from 0.8 to 3.6 mg L-1 (average: 1.7 mg L-1). The acute toxicity (LC50) of the hospital effluent and diclofenac solutions was evaluated by using bioassay Artemia salina. Inhibition of toxicity caused by the treatment of hospital wastewater using the rotative disc and tubular helicoidal reactors was 58% and 55%, respectively. Concerning diclofenac aqueous solutions, no mortality of Artemia salina was observed, which shows that this compound presents no acute toxicity for this bioindicator. / Neste trabalho estudou-se a aplicação de processo avançado de oxidação via fotocatálise heterogênea, na degradação de diclofenaco e da carga orgânica do efluente do Pronto Atendimento do Hospital Universitário de Santa Maria (PA-HUSM). Para isto foram utilizados dois fotorreatores, sendo um deles de discos rotativos, com TiO2 imobilizado em discos de cerâmica e capacidade de 1800 mL; e, o outro, tubular helicoidal, com TiO2 em suspensão e capacidade de 1000 mL. Em ambos os fotorreatores foi utilizada radiação emitida por lâmpada de vapor de mercúrio de média pressão (125 W e 401 W m-2). A fim de medir o fluxo de fótons emitido pela lâmpada foi utilizado o actinômetro ferrioxalato de potássio. Os fluxos de fótons medidos foram de 2,22x10-6 ± 1,30x10-7 mol s-1 e 1,77x10-6 ± 1,45x10-7 mol s-1 para os reatores de discos rotativos e tubular helicoidal, espectivamente. Foi feita a adequação da eficiência dos reatores por meio da redução da demanda química de oxigênio (DQO), aplicando-se metodologia de superfície de resposta (RSM). Ambos os fotorreatores foram mantidos à temperatura de 30 °C e o tempo de tratamento foi de 60 min. Para o fotorreator de discos rotativos, a melhor condição otimizada foi em pH 5 e 9 rpm, obtendo-se abatimento de 30% da DQO. No fotorreator tubular helicoidal obteve-se redução de 45% da DQO utilizando-se pH 3, suspensão de 600 mg L-1 de TiO2 e taxa de recirculação de 15 L h-1. A eficiência fotônica foi menor no fotorreator de disco rotativos 2,69 ± 0,23%, comparada com 10,54 ± 0,37% do fotorreator tubular helicoidal. A eficiência de degradação do diclofenaco no efluente hospitalar foi avaliada através de determinação analítica por cromatografia líquida com detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD), lmáx = 279 nm, fase móvel MeOH:tampão Na3PO4 0,01 mol L-1(H3PO4, pH 6), na proporção de 70:30. O diclofenaco adicionado ao efluente hospitalar (0,1 mg L-1) foi 100% degradado utilizando-se o fotorreator de discos rotativos, e, usando-se o fotorreator tubular helicoidal, a degradação do diclofenaco foi de 97%. A determinação de diclofenaco no efluente hospitalar foi feita por HPLC-DAD, em amostras coletadas durante 7 dias. As concentrações de diclofenaco variaram de 0,8 a 3,6 mg L-1, com média de 1,7 mg L-1. A toxicidade aguda (LC50) do efluente hospitalar e de soluções de diclofenaco foi avaliada por meio de teste com o bioindicador Artemia salina. A inibição da toxicidade aguda no tratamento do efluente hospitalar utilizando-se o fotorreator de discos rotativos foi de 58%; e, de 55%, com o fotorreator tubular helicoidal. Nos ensaios de toxicidade com soluções aquosas de diclofenaco não ocorreu mortalidade da Artemia salina, o que demonstra que este fármaco não apresenta toxicidade aguda para esse bioindicador, entretanto não são conhecidos os efeitos de toxicidade crônica pra este bioindicador.

As bactérias contendo este elemento de mobilidade genética podem contribuir para a disseminação de determinantes de resistência, bem como servir de reservatório em potencial para estes genes. / Pseudomonas genus, widely distributed in the environment, is often found associated to determinants of beta-lactams resistance and presence of integrons. The present study was conducted to investigate the resistance profile of Pseudomonas spp strains isolated from untreated hospital effluents, likewise beta-lactamase genes and integrons. Untreated hospital effluents were collected from four hospitals in Porto Alegre, RS. Non-fermenter bacteria were isolated; the identification was confirmed by 16S rRNA PCR. Susceptibility testing was determined by the disk-diffusion method using 11 different betalactams antimicrobials. The beta-lactamase genes blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaOXA-23-like, blaOXA-24-like, blaOXA-51-like and blaGES-like genes and the integrons genes intI1, intI2 and intI3 were determined by PCR using specific primers. One hundred and twenty-eight isolates were recovered; the most common species was P. pseudoalcaligenes. The resistance level found was considered high, 62 (50%) isolates were multi-resistants. No isolate carrying the beta-lactamase genes tested was found among the strains. Of 68 isolates considered positives for integrons, 52 were identified as carrying the class 1 integron gene, intI1. No isolate carrying class 1 or class 2 integrons was found among the strains. Untreated hospital effluents could be a source of environmental contamination due to discharge of antimicrobial resistant bacteria, in the case of the present study, also integron positives. Bacteria carrying this genetic mobile element can contribute for the dissemination of resistance determinants and also act like a potential reservoir for many types of resistance genes.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, it was developed a methodology using liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry for the determination of antimicrobials sulphamethoxazole and trimethoprim in hospital effluent and for monitoring the electrocoagulation process applied to synthetic solutions, as well as, to the hospital effluent fortified with the antimicrobials, both at the same concentration of 1 mg L-1. The achieved limits of detection and quantification were 0.25 and 0.5 μg L-1, respectively. The linear range of the method was 0.5 to 100 μg L-1, with a correlation coefficient always greater than <0.9995 for both antimicrobials. The average concentration of sulphamethoxazole and trimethoprim found for the hospital effluent was 27.8 and 6.6 μg L-1, respectively. In order to study the best conditions for conducting the electrocoagulation, factorial design with surface response methodology was used. It was set as variables the distance of the electrodes, the concentration of electrolyte (NaCl) and the applied current (mA). As evaluation parameter it was used the chemical oxygen demand (COD) reduction of the hospital effluent. The best result for the COD reduction (57.9%) was achieved using 500 mg of NaCl, electrode distance of 30 mm and current of 800 mA. By means of the application of the electrocoagulation process to synthetic solutions of the antimicrobials and Soxhlet extraction, it was confirmed the true degradation or the reduction of the antimicrobial concentration by possible adsorption on the generated process sludge. From the average reduction of 84.7% of the initial sulphamethoxazole concentration, 6.0% of which were adsorbed by the sludge, resulting an average reduction 79.3%, at pH 5 and 7. The antimicrobial trimethoprim, at pH 5 and 7, showed an average reduction of 28.7% of the initial concentration by sludge adsorption, and no degradation occurred. The identification of the metabolites in hospital effluent and the degradation products generated by the electrocoagulation of the synthetic solution was performed using liquid chromatography quadrupole linear ion trap mass spectrometry. The metabolites identified were N4-acetylsulphamethoxazole and dihydroxitrimethoprim, and their paths of fragmentation were proposed. The degradation products of sulfamethoxazole identified were dihydroxyl sulphamethoxazole (identified only after 60 minutes treatment) and dehydrogenate sulphamethoxazole. For the electrocoagulation of the hospital effluent fortified with standard solutions of both antimicrobials, it was observed no degradation. Therefore, the degradation products in real effluent samples could not be studied. The electrocoagulation process applied to the hospital effluent was efficient by reducing COD under the conditions evaluated; but, it was not efficient by the degradation of the fortified antimicrobials in the effluent. The developed methodology used as analytical tool, LC-MS/MS_QTrap operating in lineal way, for the determination of the investigated antimicrobials in hospital wastewater, as well as for the efficiency evaluation of the electrocoagulation process by the concentration reduction or the degradation in synthetic solution and hospital wastewater, proved to be fast, sensitive, selective, sparing laborious manipulation of the sample. / Neste estudo, desenvolveu-se método utilizando cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas seqüencial para determinação dos antimicrobiais sulfametoxazol e trimetoprima em efluente hospitalar, bem como para avaliar o processo de eletrocoagulação aplicado à solução sintética dos antimicrobiais e ao efluente hospitalar fortificado com os fármacos, ambos na concentração de 1 mg L-1. Os limites de detecção e quantificação alcançados para ambos antimicrobiais foram de 0,25 e 0,5 μg L-1, respectivamente. A faixa linear do método foi de 0,5 a 100 μg L-1, com um coeficiente de correlação sempre superior à 0,9995, para ambos os antimicrobiais. As concentrações de sulfametoxazol e de trimetoprima encontradas no efluente hospitalar ficaram na faixa de 12,5 à 37,3 e 3,65 à 11,30 μg L-1, respectivamente. Para determinação das melhores condições de aplicação do processo de eletrocoagulação ao efluente hospitalar utilizou-se planejamento fatorial com superfície de resposta. Como variáveis foram usadas a distância dos eletrodos, a concentração de eletrólito (NaCl) e a corrente aplicada (mA). Como parâmetro de avaliação usou-se a redução da demanda química de oxigênio (DQO). Os melhores resultados obtidos na redução da DQO (57,9%) foram alcançados utilizando-se 500 mg de NaCl, distância dos eletrodos de 30 mm e corrente de 800 mA. Através da aplicação do processo de eletrocoagulação à solução sintética de ambos os antimicrobiais e por meio da extração Soxhlet pôde-se confirmar a real degradação ou a diminuição da concentração dos antimicrobiais em solução pela possível adsorção destes, no lodo gerado no processo. O sulfametoxazol apresentou uma diminuição média da concentração inicial de 84,7%, sendo que, destes, 6,0% ficaram adsorvidos ao lodo, alcançando, assim, uma degradação média de 79,2%, em pH 5 e 7. A trimetoprima, em pH 5 e 7, apresentou uma redução média da concentração inicial de 28,7% sendo que ocorreu total adsorção ao lodo, não havendo degradação. A identificação dos metabólitos no efluente hospitalar e de produtos de degradação gerados na aplicação de eletrocoagulação à solução sintética foi feita através de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas quadrupolo linear e trapeamento iônico (LC-MS/MS_QTrap). Os metabólitos identificados foram o N4-acetilsulfametoxazol e o dihidroxitrimetoprima. Caminhos de fragmentação foram propostos: os produtos da degradação do sulfametoxazol, identificados, foram o sulfametoxazol dihidroxilado (identificado apenas após 60 minutos de tratamento) e o sulfametoxazol dihidrogenado. Na aplicação da eletrocoagulação ao efluente hospitalar, fortificado com solução padrão de ambos os antimicrobiais, observou-se que não ocorre degradação destes. Assim sendo, não foi possível estudar-se os produtos da degradação em amostras reais de efluente. O processo de eletrocoagulação aplicado ao efluente hospitalar é eficiente na redução da DQO nas condições avaliadas; mas, não é eficiente na degradação dos antimicrobiais no efluente fortificado. O método desenvolvido, utilizando-se como ferramenta analítica LCMS/ MS_QTrap operando em modo linear, para a determinação dos fármacos investigados, em efluente hospitalar, como também, para a avaliação da eficiência do processo de eletrocoagulação na redução da concentração ou na degradação dos antimicrobiais em solução sintética e, em efluente hospitalar, provou ser rápido, sensível, seletivo, dispensando laboriosa manipulação da amostra.

Compostos farmacêuticos são detectados em diversas matrizes ambientais. Estes compostos, quando não eliminados por técnicas avançadas de tratamento, contribuem para impactos ambientais negativos. Especificamente, efluentes hospitalares apresentam altas concentrações destes compostos principalmente pela excreção por pacientes. Neste contexto, o presente trabalho visa contribuir com a pesquisa científica em relação a efluentes hospitalares no Brasil, propondo alternativas de tratamento com ozônio para a remoção de fármacos. Para atingir o objetivo proposto, foi realizado um diagnóstico em um hospital visando identificar o consumo das principais classes farmacêuticas. A partir deste estudo, desenvolveu-se um planejamento de experimentos para avaliar os parâmetros mais adequados do processo de ozonização para a remoção de cafeína (CAF), amoxicilina (AMX) e ampicilina (AMP) em soluções aquosas. Foram avaliados experimentalmente os processos O3, O3/UV, O3/Fe2+, O3/UV/Fe2+. Investigou-se a influência da concentração inicial de fármaco, do pH, da potência de luz UV aplicada e da concentração inicial de Fe2+ utilizado como catalisador homogêneo. A variável de resposta foi a eficiência de mineralização. Os parâmetros obtidos pelo planejamento experimental foram aplicados para o Atenolol (ATE) e para soluções aquosas contendo a mistura de todos os compostos analisados (CAF, AMX, AMP e ATE). Um estudo cinético para determinação das constantes de reação foi realizado para a cafeína e atenolol. Para avaliar o tratamento com efluente hospitalar, uma caracterização (detecção de compostos farmacêuticos e parâmetros físico-químicos e toxicológicos) foi realizada antes e após o processo que apresentou a melhor eficiência de mineralização. Com o objetivo de extrapolar os estudos realizados e avaliar outros poluentes emergentes, além dos compostos farmacêuticos, realizaram-se experimentos com 90 compostos como drogas de abuso, hormônios e produtos de higiene pessoal que também podem estar presentes em efluentes hospitalares, avaliando a influência do pH e da dosagem de ozônio aplicada. Como principais resultados, os antibióticos e cardiovasculares foram as classes farmacêuticas mais consumidas no hospital. Pelo planejamento de experimentos, observou-se que todos os compostos avaliados foram rapidamente degradados (100% em menos de 15min) e as melhores eficiências de mineralização atingiram 70,8%, 60,4% e 63,6% para CAF, AMX e AMP, respectivamente. O sistema O3/UV/Fe2+ obteve a melhor eficiência de mineralização para o ATE (67,9%) e para a mistura dos compostos (69,5%). O estudo cinético possibilitou o cálculo das constantes cinéticas: kO3 =697,46 M-1 s-1 e kOH = 6,41x109 M-1 s-1 para a cafeína; e kO3 =146,56 M-1 s-1 e kOH = 15,29x109 M-1 s-1 para o atenolol. A eficiência de mineralização para os experimentos com efluente hospitalar atingiu 54,7% para o sistema O3/UV, sendo eficiente para a completa eliminação de diversos compostos farmacêuticos e remoção da toxicidade. Em relação à remoção dos 90 poluentes emergentes, observou-se que 53,3% dos compostos foram completamente degradados utilizando uma razão mMO3/mMC=0,3 em pH neutro. Os resultados encontrados indicam que o presente trabalho contribui para o avanço da pesquisa sobre efluentes hospitalares, pois apresenta uma alternativa de tratamento eficiente para a completa remoção de diversos compostos farmacêuticos, minimizando o impacto negativo destes no meio ambiente. / Pharmaceutical compounds (PhCs) are detected in various environmental matrices. These compounds, whether not eliminated by advanced treatment techniques, contribute to bacterial resistance and negative environmental impacts on water resource. Specifically, hospital wastewaster exhibit high concentrations of these compounds mainly by the excretion by patients. In this context, this paper aims to contribute to scientific research regarding hospital wastewater in Brazil, proposing treatment alternatives by ozone to remove PhCs. To achieve this purpose, it conducted a diagnosis in a hospital to identify the consumption of major pharmaceutical classes. With this result, it developed an experimental design to evaluate the most appropriate parameters of the ozonation process for the removal of caffeine (CAF), amoxicillin (AMX) and ampicillin (AMP) in aqueous solutions. This study evaluated the following processes experimentally: O3, O3/UV, O3/Fe2+ O3/UV/Fe2+. The influence of ozone dose, initial PhCs concentration, pH, power UV light applied and Fe2+ initial concentration used as homogeneous catalyst were investigated. Mineralization efficiency was the response variable. Parameters obtained by the experimental design were applied for Atenolol (ATE) and aqueous solutions containing the mixture of all compounds analyzed (CAF, AMX, AMP and ATE). A kinetic study for the determination of reaction constants was carried out for caffeine and atenolol. To evaluate the hospital wastewater treatment, a characterization (detection of pharmaceutical compounds and physico-chemical and toxicological parameters) was performed before and after the process that showed the best mineralization efficiency. In order to extrapolate the studies and evaluate other emergent pollutants, in addition to pharmaceutical compounds, were conducted experiments with 90 compounds such as illicit drugs, hormones and personal care products, which also may be present in hospital wastewater, evaluating the influence of pH and ozone dosage. Main results showed that antibiotics and cardiovascular were the most consumed pharmaceutical classes in the hospital. For the design of experiments, it was observed that all the evaluated compounds were rapidly degraded (100% in less than 15 minutes) and the best mineralization efficiency reached 70.8%, 60.4% and 63.6% for CAF and AMX AMP, respectively. The system O3/UV/Fe2+ obtained the best mineralization efficiency for ATE (67.9%) and mixture of compounds (69.5%). The kinetic study allowed the determination of the kinetic constants: kO3 = 697.46 M-1 s-1 and kOH = 6.41x109 M-1 s-1 for caffeine; and kO3 = 146.56 M-1 s-1 and kOH = 15.29x109 M-1 s-1 for atenolol. Mineralization efficiency for hospital wastewater experiments reached 54.7% by the system O3/UV, being efficient for complete elimination of various PhCs and removal of toxicity. Regarding the removal of 90 emergent pollutants, it was observed that 53.3% of the compounds were completely degraded using a ratio mMO3/MMC = 0.3 at neutral pH. The results indicated that this work contributes to the advance of research on hospital wastewater, because it presents an effective alternative treatment for complete removal of various pharmaceutical compounds, minimizing the negative impact on the environment.

As bactérias contendo este elemento de mobilidade genética podem contribuir para a disseminação de determinantes de resistência, bem como servir de reservatório em potencial para estes genes. / Pseudomonas genus, widely distributed in the environment, is often found associated to determinants of beta-lactams resistance and presence of integrons. The present study was conducted to investigate the resistance profile of Pseudomonas spp strains isolated from untreated hospital effluents, likewise beta-lactamase genes and integrons. Untreated hospital effluents were collected from four hospitals in Porto Alegre, RS. Non-fermenter bacteria were isolated; the identification was confirmed by 16S rRNA PCR. Susceptibility testing was determined by the disk-diffusion method using 11 different betalactams antimicrobials. The beta-lactamase genes blaIMP, blaVIM, blaSPM-1, blaOXA-23-like, blaOXA-24-like, blaOXA-51-like and blaGES-like genes and the integrons genes intI1, intI2 and intI3 were determined by PCR using specific primers. One hundred and twenty-eight isolates were recovered; the most common species was P. pseudoalcaligenes. The resistance level found was considered high, 62 (50%) isolates were multi-resistants. No isolate carrying the beta-lactamase genes tested was found among the strains. Of 68 isolates considered positives for integrons, 52 were identified as carrying the class 1 integron gene, intI1. No isolate carrying class 1 or class 2 integrons was found among the strains. Untreated hospital effluents could be a source of environmental contamination due to discharge of antimicrobial resistant bacteria, in the case of the present study, also integron positives. Bacteria carrying this genetic mobile element can contribute for the dissemination of resistance determinants and also act like a potential reservoir for many types of resistance genes.