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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/10454 |
| Date | 28 July 2009 |
| Creators | Minetto, Luciane |
| Contributors | Martins, Ayrton Figueiredo, Machado, ênio Leandro, Vasconcelos, Tibiriçá Gonçalves |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Química, UFSM, BR, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100600000000, 400, 500, 500, 500, 300, ade6000d-a348-4d49-a531-6500a65a153a, f775fb47-cff7-44de-aa52-36571057f2c8, 83525661-81e2-4c1d-bbde-36daa91d8442, f36ad0ab-009d-4071-a573-195334263a37 |
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