This study aims to evaluate the removal efficiency of microbial contaminants from two hospitals on-site Wastewater Treatment Plants (WWTPs) in Saudi Arabia. Hospital wastewaters often go untreated in Saudi Arabia as in many devolving countries, where no specific regulations are imposed regarding hospital wastewater treatment. The current guidelines are placed to ensure a safe treated wastewater quality, however, they do not regulate for pathogenic bacteria and emerging contaminants. Results from this study have detected pathogenic bacterial genera and antibiotic resistant bacteria in the sampled hospitals wastewater. And although the treatment process of one of the hospitals was able to meet current quality guidelines, the other hospital treatment process failed to meet these guidelines and disgorge of its wastewater might be cause for concern. In order to estimate the risk to the public health and the impact of discharging the treated effluent to the public sewage, a comprehensive investigation is needed that will facilitate and guide suggestions for more detailed guidelines and monitoring.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALINE CRISTINA BATISTA RESENDE.pdf: 921510 bytes, checksum: b4208f02be180566c75ce748e7f29585 (MD5) Previous issue date: 2009-03-27 / Introduction: The emergence of antimicrobial-resistant genes is becoming an increasingly important ecological issue. The selective pressure of antimicrobials is a significant factor in the selection and dissemination of resistance genes in the environment. Objective: The objective of this present study was to detect, isolate and identify Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp., Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli in the sewage effluents of 10 hospitals located in Goiânia and to assess the susceptibility profile of the isolated microorganisms. Methodology: The samples collected in the hospital effluents and from the Goiânia sewage treatment station were identified using biochemical tests, Gram-staining, microscopy, motility-indole-ornithine (MIO) medium, urea, catalase, oxidase, TAF, API 20E, API STAPH (Bio Merieux) and bile-esculin agar. Following identification, the profile of susceptibility to the antimicrobials was evaluated using the agar diffusion disk susceptibility test, later classified according to the NCCLS (2002). Next, the E. coli strains were analyzed regards the possibility extended spectrum β-lactamase production (ESBL), using phenotypic tests. Results: A total of 73 microorganisms gram-negative were identified including 10 strains of E. coli (14,92 por cent), 10 strains of K. pneumoniae (14,92 por cent), 3 of P. aeruginosa (4.47 ´por cent) and 1 of A. baumannii (1.49 por cent). The E. coli strains presented 100 por cent total resistance to aztreonam, 40 por cent to ampicillin, 30 por cent to piperacillin, 20% to ciprofloxacin and 10 por cent to gentamicin. None of the aztreonam-resistant E. coli strains were identified as being extended spectrum Beta-lactamase producers. P. aeruginosa presented 100 por cent resistance to ampicillin-sulbactam and 100 por cent intermediary resistance to gentamicin. Strains of K. pneumoniae were resistant to ampicillin (70 por cent) and to piperacillin (20 por cent). Additionally, 50 por cent showed intermediate resistance to piperacillin. No cases of total resistance were detected in the sample of A. baumannii, which presented only intermediary resistance to aztreonam and ceftriaxone. Conclusion: The E. coli, P. aeruginosa, K. pneumoniae and A. baumannii isolates showed low resistance rates. None of the bacterial strains produced ESBL or carbapenems. The samples of A. baumannii had the highest susceptibility profile of all the microorganisms isolated. / INTRODUÇÃO: A emergência de genes de resistência antimicrobiana está cada vez mais se tornando um problema ecológico. A pressão seletiva dos antimicrobianos é um importante fator de seleção e disseminação dos genes de resistência no meio ambiente. OBJETIVO: O presente trabalho teve como objetivo a detecção, o isolamento e identificação de Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter spp., klebsiella pneumoniae e Escherichia coli de efluentes de esgoto de 10 hospitais localizados em Goiânia e a caracterização do perfil de susceptibilidade dos microrganismos isolados. METODOLOGIA: As amostras coletadas nos efluentes hospitalares e da Estação de Tratamento de Esgoto de Goiânia (ETE) foram identificadas e analisadas quanto ao perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos, por provas bioquimicas, com a coloração de Gram, bacterioscopia, teste de motilidade (MIO), uréia, catalase, oxidase, TAF, API 20E, API STAPH (Bio Merieux) e teste de bilesculina. Após a identificação, a avaliação do perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos foi realizada através do método de antibiograma em placa, e depois classificada de acordo com o NCCLS (2002). Posteriormente, as cepas de E.coli foram analisadas quanto a possível produção de Beta-lactamase de amplo espectro (ESBL), utilizando-se testes fenotípicos. RESULTADOS: Foram identificados 73 microrganismos gramnegativos, dentre estes 10(14,92 por cento) E.coli, 10(14,92 por cento) K.pneumoniae, 3(4,47 por cento) P.aeruginosa e 1(1,49 por cento) A.baumannii. As cepas de E.coli apresentaram 100 por cento de resistência total ao aztreonam, 40 por cento à ampicilina, 30 por cento à piperacilina, 20 por cento à ciprofloxacina, 10 por cento à gentamicina. Nenhuma cepa de E.coli resistente ao aztreonam foi identificada como produtora de β-lactamase de espectro ampliado (ESBL). P.aeruginosa apresentou 100% de resistência à ampicilina-sulbactam e 100 por cento apresentaram resistência intermediária à gentamicina. 70 por cento das cepas de K.pneumoniae apresentaram resitência à ampicilina e 50 por cento apresentaram resistência intermediária a este mesmo antimicrobiano. Nenhuma resistência total foi detectada na amostra de A.baumannii apresentando apenas resistência intermediária ao aztreonam e a ceftriaxona. CONCLUSÃO: As amostras de E.coli, P.aeruginosa, K.pneumoniae e A.baumannii apresentaram baixas taxas de resistência aos antimicrobianos, em nenhum dos isolados foi detectada a produção de Beta-lactamase de espectro ampliado e carbapenemase e as amostras de A.baumannii apresentaram o maior perfil de susceptibilidade entre todos os microrganismos isolados.

L’anthropisation médicamenteuse des eaux usées favorise l’émergence et la diffusion dans l’environnement de microorganismes résistants aux antibiotiques. Les effluents hospitaliers pourraient être doublement impliqués en véhiculant antibiotiques et bactéries multirésistantes. L’objectif de ce travail est de caractériser les effluents hospitaliers d’un Centre Hospitalo-Universitaire en évaluant simultanément les concentrations d’antibiotiques (fluoroquinolones et imipénème) et la diversité des bactéries résistantes à ces antibiotiques au sein de biofilms constitués in situ. Les concentrations en antibiotiques mesurées par chromatographie en phase liquide - spectrométrie de masse après collecte via un échantillonnage passif pendant 15 jours sont égales à 2,08±0,88μg/L (ciprofloxacine), 101,06±18.47 μg/L (ofloxacine), 6,43±0.56 μg/L (norfloxacine) et indétectable pour l’imipénème. Comparées aux données de consommation à l’hôpital pendant cette même période, les concentrations estimées sont 5,84±1,78μg/L (ciprofloxacine), 11.22±1.09μg/L (ofloxacine), 7.68±3,7μg/L (norfloxacine) et 3,61±0,24ug/L (imipénème). La mesure du risque potentiel écotoxicologique s’est avérée positive pour la ciprofloxacine et la norfloxacine (hazard quotient >1). En parallèle, des bactéries résistantes aux fluoroquinolones (n=115) ou aux carbapénèmes (n=38) ont été isolées de biofilms formés dans les effluents hospitaliers. 60 % des isolats, constitués majoritairement de bacilles à Gram négatif, notamment Aeromonas spp et Klebsiella spp, sont résistants à plusieurs familles d’antibiotiques dont certains sont exclusivement utilisés à l’hôpital. La majorité des souches hébergent des éléments génétiques mobiles dont des plasmides conjugatifs porteurs de la résistance à l’imipénème ou aux fluoroquinolones. La présence combinée de bactéries résistantes aux antibiotiques hébergeant des éléments génétiques mobiles en lien avec ces résistances et de faibles concentrations en antibiotiques permet de qualifier l’interface hôpital-environnement comme un lieu propice au transfert des résistances. / The presence of pharmaceutical compounds in waste water favors the emergence and the spreading of antibiotic resistant microorganisms. The hospital effluents could be involved gathering antibiotics and multiresistant bacteria. The aim of this work is to characterize the hospital effluents of a teaching hospital measuring simultaneously the concentrations of antibiotics (fluoroquinolones and imipenem) and the diversity of the bacteria resistant to these antibiotics within hospital effluent biofilms.The antibiotics concentrations were measured by liquid-phase chromatography - mass spectrometry via a passive sampling during 15 days. The measured environmental concentrations were 2.08 ± 0.88μg/L (ciprofloxacin), 101.06 ± 18.47 μg/L (ofloxacine), 6.43 ± 0.56 μg/L (norfloxacine). Imipenem was not detected. Compared with the data of hospital consumption during the same period, the predicted estimated concentrations are 5.84±1.78µg/L(ciprofloxacin), 11.22 ± 1.09µg/L (ofloxacin), 7.68 ± 3.7µg/L, 7.68 ± 3.7μg/L (norfloxacin) and 3.61 ± 0.24ug/L (imipenem). The ecotoxicological risk was confirmed for the ciprofloxacin and the ofloxacin (hazard quotient > 1).In parallel, fluoroquinolones (n=115) and carbapenem (n=38) resistant bacteria were isolated from hospital effluent biofilm. Sixty % of isolates, mainly composed by Gram negative bacilli in particular Aeromona spp and Klebsiella spp, are resistant to several antibiotics among which some are exclusively used at the hospital. The majority of these strains have mobile genetic elements such as conjugative plasmids harboring imipenem or fluoroquinolones resistances.The presences of both antibiotics resistant bacteria harboring mobile genetic elements in connection with these resistances and low antibiotics concentrations make the hospital effluent a convenient place for the transfer of resistance between the hospital and the environment.

A new analytical methodology was developed in order to investigate the presence of five psychoactive drugs (anxiolytic and antiepileptics), namely, bromazepam, carbamazepine, clonazepam, diazepam, and lorazepam in the effluent of the University Hospital of Santa Maria (HUSM) of the Federal University of Santa Maria (UFSM), since these compounds are widely used in the treatment of anxiety and epilepsy. Samples were collected from two points to check the concentration of the compounds: Point A (Emergency) and point B (General Effluent - which covers the Central Library and HUSM). The method of clean-up/pre-concentration by solid phase extraction (SPE) was used to assess the occurrence of anxiolytic and antiepileptic drugs in the effluent of HUSM. Three methods were developed and validated to determine these compounds: i) high performance liquid chromatography with ultraviolet detection (HPLCUV), ii) high performance liquid chromatography with detection by mass spectrometry (LC-MS), and iii) liquid chromatography-ion trap-tandem mass spectrometry with electrospray ionization (LCMS/ MS_Qtrap). Among the methods evaluated, LC-MS/MS_Qtrap with electrospray in positive mode yielded better results. The detection limit (LOD, S/N ≥3) for lorazepam and bromazepam was 4.90±0.95 ng L-1 and for carbamazepine, clonazepam and diazepam, 6.10±1.50 ng L-1. The limit of quantification (LOQ, S/N ≥10) was 30.00±1.10 ng L-1 bromazepam , clonazepam and lorazepam; 50.00±1.81 ng L-1, carbamazepine; and 40.00±0.98 ng L-1 diazepam. The linear range of the assay (LC-MS/MS_Qtrap) was 30-1500 ng L-1 for bromazepam; 50-2500 ng L-1, carbamazepine; 30-2500 ng L-1, clonazepam; 40-2500 ng L-1, diazepam; and 30 - 2000 ng L-1, lorazepam. The correlation coefficient (R2>0.997) for all compounds. The effectiveness of the methodology was verified by recovery with the fortification of three concentration levels in triplicate samples of hospital effluent. The average recovery rates observed were: 93.9±2.1% for bromazepam; 92.6±4.2%, carbamazepine; 93.9%±3.0 clonazepam; 91.8%±6.0 for diazepam; and 93.8%±4.3 for lorazepam. The mean concentrations of psychiatric drugs detected in the effluent of the Emergency and General Effluent were respectively: 195.0±6.4 ng L-1 and 137.1±7.0 ng L-1 for bromazepam; 589.6±6.1 ng L-1, and 460.7±9.3 ng L-1, carbamazepine; 645.0±0.3 ng L-1 and 571.0± 9.9ng L-1, diazepam; 95.7±6.7 ng L-1 and 42.4±4.2 ng L-1 lorazepam; and 134.3 ± 9.8 ng L-1 and 56.9 ± 9.9 ng L-1 clonazepam. The identification of metabolites in the hospital effluent was made through (LCMS/ MS_Qtrap). The metabolites identified were: 3-hydroxybromazepam (bromazepam), 7- aminoclonazepam (clonazepam), carbamazepine 10,11-epoxide, 10-dihydroxy-10,11- dihydrocarbamazepine, iminoquinone, 2-hydroxy-carbamazepine and acridone (carbamazepine), and nordiazepam, oxazepam and temazepam (diazepam), and their fragmentation pathways were proposed. Was performed a preliminary risk assessment of anxiolytic and antiepileptic drugs with the aid of literature data and found that the carbamazepine and diazepam compounds showed the highest risk (0.85 and 0.90, respectively) among the compounds analyzed. According to the results we can say that they present medium risk requiring more attention in terms of toxicity. However, no literature data were found on the Predicted No Effect Concentration (PNEC) for bromazepam, lorazepam, clonazepam, not allowing the calculation of risk quotient (RQ) for these compounds.Therefore, we observed the occurrence of anxiolytic and antiepileptic drugs in the effluent of HUSM at concentrations in the order of ng L-1. The analytical method for LC-MS/MS_Qtrap developed for the determination of psychoactive drugs (bromazepam, carbamazepine, clonazepam, diazepam and lorazepam) in hospital effluent proved to be sensitive and selective, eliminating laborious sample handling and requiring chromatographic run of just 15 minutes. The occurrence of these drugs and environmental risks associated demonstrate the need for more efficient treatment for the hospital effluent. / Uma nova metodologia analítica foi desenvolvida com a finalidade de investigar a presença de cinco fármacos psicoativos (ansiolíticos e antiepilépticos): bromazepam, carbamazepina, clonazepam, diazepam e lorazepam no efluente do Hospital Universitário de Santa Maria (HUSM) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), visto que estes compostos são amplamente utilizados no tratamento da ansiedade e da epilepsia. As amostras foram coletadas de dois pontos para a verificação da concentração dos compostos: o Ponto A (efluente do PAHUSM) e o ponto B (efluente geral que abrange o HUSM e a Biblioteca Central). Utilizou-se um método de clean-up/pré-concentração por extração em fase sólida, para avaliar a ocorrência de ansiolíticos e antiepilépticos no efluente do HUSM. Deste modo, três métodos para determinar estes compostos foram desenvolvidos e validados: i) cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por ultravioleta (HPLC-UV), ii) cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por espectrometria de massa (LC-MS) e iii) cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa com ionização por eletronebulização e armadilha de íons (LC-MS/MS_Qtrap). Dentre os métodos avaliados, o LC-MS/MS_Qtrap com eletronebulização no modo positivo obteve melhores resultados. O limite de detecção (LOD, S/N ≥3) para bromazepam e lorazepam foi 4,90±0,95 ng L-1 e, para carbamazepina, clonazepam e diazepam, 6,10±1,50 ng L-1. O limite de quantificação (LOQ, S/N ≥10) foi de 30,00±1,10 ng L-1, para bromazepam, clonazepam e lorazepam; carbamazepina, 50,00±1,81 ng L-1 e, diazepam, 40,00±0,98 ng L-1. A faixa linear do método (LC-MS/MS_Qtrap) para bromazepam foi de 30-1500 ng L-1, para carbamazepina 50-2500 ng L-1; clonazepam de 30-2500 ng L-1, diazepam 40-2500 ng L-1 e para lorazepam foi de 30-2000 ng L-1. O coeficiente de correlação (R2 >0,997) para todos os compostos. A eficiência da metodologia foi verificada através da recuperação com a fortificação em três níveis de concentração em triplicata de amostras de efluente hospitalar. As taxas de recuperação média constatadas foram: para bromazepam 93,9%±2,1; carbamazepina 92,6%±4,2; clonazepam 93,9%±3,0; diazepam 91,8%±6,0 e lorazepam foi de 93,8%±4,3. As concentrações médias das drogas psiquiátricas detectadas no efluente do PA-HUSM e efluente geral foram respectivamente: bromazepam, 195,0±6,4 ng L-1 e 137,1±7,0 ng L-1; carbamazepina, 589,6±6,1 ng L-1 e 460,7±9,3 ng L-1, diazepam, 645,0±0,3 ng L-1 e 571,0±9,9 ng L-1, lorazepam, 95,7±6,7 ng L-1 e 42,4±4,2 ng L-1 e clonazepam, 134,3±9,8 ng L-1 e 56,9±9,9 ng L-1. A identificação dos metabólitos no efluente hospitalar foi realizada através de LC-MS/MS_Qtrap. Os metabólitos identificados foram: 3-hidroxi-bromazepam (bromazepam), 7-amino-clonazepam (clonazepam), carbamazepina 10,11-epóxido, 10-dihidroxi-10,11-dihidrocarbamazepina, iminoquinona, 2-hidroxi-carbamazepina e acridona (carbamazepina), nordiazepam, oxazepam e temazepam (diazepam) e, seus caminhos de fragmentação foram propostos. Foi realizada uma avaliação de risco preliminar de ansiolíticos e antiepilépticos com o auxílio de dados da literatura e foi verificado que os compostos carbamazepina e diazepam apresentaram maior risco com Quociente de Risco teórico (0,85 e 0,90, respectivamente) entre os compostos analisados. De acordo com os resultados obtidos pode-se dizer que apresentam risco médio, requerendo maior atenção em termos de toxicidade. Entretanto, dados na literatura não foram encontrados sobre a Concentração Prevista que Não Causa Efeito (PNEC) para bromazepam, clonazepam e lorazepam, impossibilitando o cálculo do quociente de risco (QR) para estes compostos. Portanto, foi evidenciada a ocorrência de ansiolíticos e antiepilépticos no efluente do HUSM em concentrações na ordem de ng L-1. O método analítico por LC-MS/MS_Qtrap desenvolvido para a determinação das drogas psicoativas (bromazepam, carbamazepina, clonazepam, diazepam e lorazepam) no efluente hospitalar provou ser sensível, seletivo, dispensando manipulação laboriosa da amostra e exigindo corrida cromatográfica de apenas 15 minutos. A ocorrência destes fármacos e os riscos ambientais associados demonstram a necessidade de sistema mais eficiente de tratamento para o efluente hospitalar.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, methods were developed for the determination of antiandrogens in hospital effluent using the analytical technique HPLC-DAD. Microextraction techniques of Spironolactone, Flutamide, Cyproterone and Tamoxifen were investigated: liquid-liquid (LLME) and sorptive extraction (SBSE). For quantification of the analytes in hospital effluent was used solid phase extraction (SPE) with recoveries of 75.0 to 109.0±1.0 to 13.0% in aqueous solution and from 72.0 to 106.0±2.0 to 13.0% in hospital effluent. The average concentrations of analytes in the effluent of emergency (PA) ranged from 0.00 to 11.70 μg L-1 (RSD 0.00 to 11.5%) and of general-HUSM 0.00 to 11.30 μg L-1 (0.00 to 6.78% RSD), respectively. LC-ESI-MS/MS technique was used for fragmentation of the precursor ions, to identify product ions, and for neutral mass loss. LC-ESI-QqLIT-MS/MS was used to identify metabolites and subproducts. STR photoreactor of 800 mL was used for simple photolysis and heterogeneous photocatalysis, and for ozonation, column reactor of 800 mL. Fractional factorial design was applied to the extraction experiments, as well as, to AOPs. UV-radiation was generated by mercury vapor lamp of 125 W and 401 W m-2. Polymer bars of polydimethylsiloxane and polyurethane with TiO2 supported were developed for photocatalysis. Kinetic studies of the degradation reactions were made, subproducts were identified and fragmentation routes proposed. Metabolites were identified in hospital effluent. Preliminary risk analysis revealed that spironolactone has lower environmental risk, and that all analytes except tamoxifen, show PEC value > 0.01 μg L-1. / Neste trabalho foram desenvolvidos métodos para a determinação de antiandrogênios em efluente hospitalar utilizando-se a técnica analítica de HPLC-DAD. Técnicas de microextração de Espironolactona, Flutamida, Ciproterona e Tamoxifeno foram investigadas: líquido-líquido (LLME) e extração sortiva (SBSE). Para a quantificação dos analitos em efluente hospitalar foi usada extração em fase sólida (SPE) com recuperações de 75,0- 109,0±1,0-13,0%, em solução aquosa, e de 72,0-106,0±2,0-13,0%, em efluente hospitalar. As concentrações médias dos analitos no efluente do pronto atendimento (PA) e geral-HUSM variaram de 0,00-11,70 μg L-1 (RSD 0,00-11,5%) e 0,00-11,30 μg L-1 (RSD 0,00-6,78%), respectivamente. A técnica de LC-ESI-MS/MS foi utilizada na fragmentação dos íons precursores, na identificação dos íons-produto e perda de massa neutra. LC-ESI-QqLITMS/ MS foi usada na identificação de metabólitos e no estudo dos subprodutos. Fotorreator STR de 800 mL foi usado para fotólise simples e fotocatálise heterogênea e, para ozonização, reator tipo coluna de 800 mL. Planejamento fatorial fracionado foi aplicado nos experimentos de extração, bem como, de PAOs. Radiação UV foi gerada com lâmpada de vapor de mercúrio de 125 W e 401 W m-2. Barras poliméricas de polidimetilsiloxano e poliuretano com TiO2 suportado foram desenvolvidas para a fotocatálise. Estudos cinéticos das reações de degradação foram feitos, subprodutos foram identificados e rotas de fragmentação propostas. Metabólitos foram identificados no efluente hospitalar. Análise preliminar de risco revelou que a espironolactona apresenta menor risco ambiental e que todos os analitos, exceto tamoxifeno, apresentam valor de PEC > 0,01 μg L-1.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this study, was optimization an analytical method for identification and quantification method of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in surface water and hospital effluent samples. High Performance Liquid Chromatography with Fluorescence Detection (HPLC-FLD), assisted by Solid Phase Extraction (SPE) and Dispersive Liquid-Liquid Microextraction (DLLME), was used. For SPE, the use of organic modifiers was necessary owing to the low solubility of PAHs, and employed 20% of acetonitrile as such. Factorial design was applied and the best results were: pH 5 for the samples and washing water. The SPE method was validated in Chromabond® C18 ec cartridges and recoveries ranged from 92.0 to 100.2% (RSD 0.2 to 5. 0%). The highest concentrations of PAHs using SPE were found in surface waters from the water course crossing the UFSM Campus (5.4 to 21.5 μg L-1). Using DLLME optimized by design of experiments, the best conditions were: pH 7, 0.2 mol L-1 NaCl, 100 μL of extractor solvent (carbon tetrachloride) and 500 μL of disperser solvent (acetone). The DLLME method was validated, providing recoveries ranging from 77.2 to 100.6% (RSD 0.9 to 10.2%) for surface water and 72.7 to 100.3% (RSD 1.9 to 8.9%) for hospital effluent samples. Using DLLME, the highest concentrations of PAHs were found in surface water samples (3.2 to 19.7 μg L-1). Employing both SPE and DLLME, the concentration of anthracene and pyrene were below the limit of quantification in all sampling points. By the environmental risk assessment naphthalene, 1-methylnaphthalene and phenanthrene showed moderate environmental risk. High environmental risk was found for fluorene, anthracene and pyrene. Heterogeneous photocatalysis and ozonation was examined as remediation method. A jacketed stirred tank reactor and ultraviolet irradiation were used for photocatalysis with TiO2 supported on polydimethylsiloxane. Owing to the low solubility of PAHs, it was necessary the addition of acetonitrile to the solutions (5% in aqueous solution, and 10% in surface water and hospital effluent). A factorial design was applied and the best rates of degradation was set as pH 9 and 35 °C (aqueous solution), and pH 7 and 30 °C (surface water and hospital effluent). First order kinetics was observed for photocatalytic degradation of PAHs in aqueous solution, and, zero order, in hospital effluent and surface water. The photocatalytic degradation subproducts were identified for anthracene, phenanthrene and naphthalene by GC-MS and the fragmentation routes were proposed. Semi-batch column type reactor was used by the ozonation. The best degradation rates of the analytes, in aqueous solution and in real samples, were observed at pH 9. The ozonation kinetics showed a first-order reaction for all samples and degradation times ranging from 5 to 15 minutes. / Neste trabalho fez-se a otimização de método analítico para identificação e quantificação de Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) em amostras de águas superficiais e efluente hospitalar. Empregou-se Cromatografia Líquida de Alta Eficiência com detecção por Fluorescência (HPLC-FLD), Extração em Fase Sólida (SPE) e Microextração Líquido-Líquido Dispersiva (DLLME). Para a SPE, investigou-se o uso de modificadores orgânicos, devido a baixa solubilidade dos HPAs, e empregou-se 20% de acetonitrila como tal. Aplicou-se planejamento fatorial e os melhores resultados foram: pH 5 para amostras e água de lavagem. O método de SPE foi validado em cartuchos Chromabond® C18 ec e as recuperações variaram de 92,0 a 100,2% (RSD 0,2 a 5,0%). As maiores concentrações de HPAs, com SPE, foram em amostras de águas superficiais do córrego do Campus da UFSM (5,4 a 21,5 μg L-1). Para a DLLME, otimizada por planejamento de experimentos, as condições ótimas foram: pH 7, 0,2 mol L-1 de NaCl, 100 μL de solvente extrator (tetracloreto de carbono) e 500 μL de solvente dispersor (acetona). O método de DLLME foi validado e as recuperações variaram 77,2 a 100,6% (RSD de 0,9 a 10,2%) para amostras de água superficiais e, de 72,7 a 100,3% (RSD de 1,9 a 8,9%), para amostras de efluente hospitalar. As maiores concentrações de HPAs, por DLLME, obtiveram-se em amostras de águas superficiais (3,2 a 19,7 μg L-1). Empregando-se SPE e DLLME, as concentrações de antraceno e pireno ficaram abaixo do limite de quantificação em todos os pontos de amostragem. Na avaliação de risco ambiental, naftaleno, 1-metilnaftaleno e fenantreno apresentaram risco ambiental moderado. Alto risco ambiental foi evidenciado para fluoreno, antraceno e pireno. Como método de remediação aplicou-se fotocatálise heterogênea e ozonização. Na fotocatálise, empregou-se reator tanque agitado termostatizado, radiação ultravioleta e TiO2 suportado em polidimetilsiloxano. Devido à baixa solubilidade fez-se necessária a adição de acetonitrila à solução de HPAs (5% em solução aquosa e 10% em água superficial e efluente hospitalar). Aplicou-se planejamento fatorial e as melhores taxas de degradação obtiveram-se com pH 9 e 35 °C (solução aquosa) e, pH 7 e 30 °C (águas superficiais e efluente hospitalar). Foi observada cinética de primeira ordem para a degradação fotocatalítica dos HPAs em solução aquosa e de ordem zero em amostras de efluente hospitalar e águas superficiais. Os subprodutos de degradação fotocatalítica de antraceno, fenantreno e naftaleno foram identificados por GC-MS e propuseram-se rotas de fragmentação. Empregou-se um reator tipo coluna de semi-batelada no processo de ozonização de HPAs. As melhores taxas de degradação dos analitos em solução aquosa e em amostras reais foram observadas em pH 9. O estudo cinético evidenciou reações de primeira ordem para todas as amostras estudadas e os tempos de degradação variaram de 5 a 15 minutos nas condições otimizadas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, it was developed an analytical methodology for the quantification of parabens (PBs) in hospital effluent (University Hospital of Santa Maria - HUSM), by using solid phase extraction (SPE) followed by liquid chromatography coupled to diode array detector (HPLC-DAD). The main SPE variables were investigated by multivariate planning and optimized for the extraction/recovery of methylparaben (MeP), ethylparaben (EtP), propylparaben (PrP), butylparaben (BuP) and benzylparaben (BeP). The recovery rates varied from 75% upto 109% (± 1,0% upto 13,0%) for aqueous solution, and from 72% upto 106% (± 7,0% upto 15,5%) for hospital effluent. MeP e PrP showed the highest concentrations related to the other PBs on the sampling points HUSM General‟ (HG) e Receptor Water Course‟ (CR). The BuP concentration laid below the limit of detection (LD). Liquid Chromatography coupled to a sequential mass spectrometer provided with electrospray ionization (LC-ESI-MS/MS) was used for the identification of the metabolite, p-hydroxybenzoic acid, in hospital effluent. Photolysis and Heterogeneous photocatalysis were applied to the degradation of PBs and the variables were investigated with multivariate planning. A stirring tank reactor provide with a thermostatic jacket was used for the advance oxidation processes. Adsorption bars with titan dioxide (TiO2) supported on polydimethylsiloxane (PDMS) and polyurethane (PU) polymers were used and the efficiency was compared to the catalyst in suspension. Kinetic studies of the oxidation reactions were conducted and a total of eleven degradation products were identified by LC-ESI-MS/MS. A preliminary risk evaluation revealed that all the PBs showed a low environmental risk, MEC/PNEC < 1. / Neste trabalho foi desenvolvida metodologia analítica para a quantificação de parabenos (PBs), em efluente hospitalar (Hospital Universitário de Santa Maria - HUSM), utilizando extração em fase sólida (SPE) seguida de cromatografia líquida com detector de arranjo de diodos (HPLC-DAD). As principais variáveis da SPE foram investigadas com planejamento multivariado e otimizadas para a extração/recuperação de metilparabeno (MeP), etilparabeno (EtP), propilparabeno (PrP), butilparabeno (BuP) e benzilparabeno (BeP). As taxas de recuperação variaram entre 75% e 109% (± 1,0% e 13,0%) para solução aquosa e, entre 72% e 106% (± 7,0% e 15,5%), para efluente hospitalar. MeP e PrP apresentaram concentrações mais elevadas em relação aos demais PBs nos pontos de coleta HUSM Geral‟ (HG) e Corpo Receptor‟ (CR). A concentração de BuP ficou abaixo do limite de detecção (LD). A Cromatografia líquida acoplada a espectrômetro de massas sequencial com ionização por eletrospray (LC-ESI-MS/MS) foi usada para a identificação do metabólito, ácido p-hidroxibenzóico, em efluente hospitalar. Fotólise e fotocatálise heterogênea foram aplicadas na degradação de PBs e as variáveis (temperatura, pH, catalisador) foram investigadas com planejamento multivariado. Um reator tanque agitado provido de jaqueta termostática foi empregado nos processos de oxidação avançada. Barras de adsorção com dióxido de titânio (TiO2) suportado em polímeros de polidimetilsiloxano (PDMS) e poliuretano (PU) foram preparadas a fim de comparar sua eficiência com o catalisador em suspensão. Foram feitos estudos cinéticos das reações de oxidação e os produtos de degradação foram identificados por LC-ESI-MS/MS, num total de onze produtos de oxidação. A análise preliminar de risco revelou que todos os PBs apresentam baixo risco ambiental, MEC/PNEC < 1.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, an analytical method was developed for the quantification of statins Atorvastatin and Simvastatin, in hospital effluent (University Hospital of Santa Maria, using Solid phase extraction and Dispersive liquid-liquid microextraction, followed in liquid chromatography coupled to diode array detector. The principal variables of Dispersive liquid-liquid microextraction were investigated with aid of experimental central composite design. The recovery rates of Solid phase extraction varied from 95% for Atorvastatin and 83.2% for Simvastatin, in aqueous solution, and 92.0% for Atorvastatin and 81.5% for Simvastatin, in hospital effluent. As for the Dispersive liquid-liquid microextraction the recovery rates ranged from 85.5% for Atorvastatin and 89.4% for Simvastatin, in aqueous solution, and 83.0% for Atorvastatin and 83.1% for Simvastatin, in hospital effluent. The sampling was carried out in two sample points called Emergency Effluent and General Effluent . The concentration rates detected in the effluent were 30.1 μg L-1 in Emergency Effluent and 29.0 μg L-1 in General Effluent for Atorvastatin and 37.1 μg L-1 in Emergency Effluent and 36.1 μg L-1 in GE for Simvastatin. Ozonation and electrocoagulation were applied for the degradation/removal of statins. The principal variables of electrocoagulation were investigated with aid of experimental central composite design. The degradation rate obtained in ozonation was 100% for Atorvastatin, in 25 minutes reaction for aqueous solution and hospital effluent; and 100% for Simvastatin, in 4 minutes reaction for aqueous solution and 10 minutes reaction in hospital effluent. As for the electrocoagulation the removal rate was 75.6% in aqueous solution and 70.9% in hospital effluent for Atorvastatin; and 100% in aqueous solution and hospital effluent for Simvastatin in 60 minutes reaction. A preliminary risk evaluation revealed that the statins showed a low environmental risk, PEC/PNEC < 1. / Neste trabalho foi desenvolvida metodologia analítica para a quantificação de estatinas Atorvastatina e Sinvastatina, em efluente hospitalar (Hospital Universitário de Santa Maria), utilizando Extração em fase sólida e Microextração dispersiva líquido-líquido seguida de cromatografia líquida com detector de arranjo de diodos. As principais variáveis da Microextração dispersiva líquido-líquido foram investigadas utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta através de um delineamento composto central rotacional. As taxas de recuperação da Extração em fase sólida foram de 95,8% para Atorvastatina e 83,5% para Sinvastatina, em solução aquosa e 92,0% para Atorvastatina e 81,5% para Sinvastatina em efluente hospitalar. Já para a Microextração dispersiva líquido-líquido as taxas de recuperação foram de 85,5% para Atorvastatina e 89,4% para Sinvastatina, em solução aquosa e 83,0% para Atorvastatina e 83,1% para Sinvastatina, em efluente hospitalar. A amostragem foi feita em dois pontos de coleta, denominados Efluente PA e Efluente Geral . A concentração média detectada no efluente foi de 30,1 μg L-1 no Efluente PA e 29,0 μg L-1 no Efluente Geral para Atorvastatina e 37,1 μg L-1 no Efluente PA e 36,1 μg L-1 no Efluente Geral para Sinvastatina. Ozonização e eletrocoagulação foram aplicados na degradação/remoção das estatinas. As principais variáveis da eletrocoagulação foram investigadas utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta através de um delineamento composto central. As taxas de degradação obtidas na ozonização foram de 100% para Atorvastatina, em 25 min de reação, para solução aquosa e efluente hospitalar; e 100% para Sinvastatina em 4 min em solução aquosa, e 10 min em efluente hospitalar. Já para a eletrocoagulação as taxas de remoção foram de 75,9% em solução aquosa e 70,9% em efluente hospitalar para Atorvastatina; e 100% para solução aquosa e afluente hospitalar para Sinvastatina, em 60 min de reação. A análise preliminar de risco ambiental revelou que as estatinas apresentam baixo risco ambiental, com PEC/PNEC < 1.