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Previous issue date: 2015-09-28 / Antibiotics are widely used in human and veterinary medicine. After consumption,
much of the drug is excreted unchanged or in the form of metabolites, and through the
release of sewage treatment plants, agricultural waste and leaching, reach natural
ecosystems. The occurrence of antibiotics in aquatic environments has become a
growing concern worldwide mainly due to the emergence of resistance genes in
pathogenic bacteria. The indiscriminate use and the use of subtherapeutic doses of
antibiotics cause the emergence of resistance. In Goiás, a recent survey showed the
presence of bacteria resistant to multiple antibiotics in hospital wastewater and Goiania
sewage treatment plant. The wastewater treatment processes based on biological
degradation have low efficiency of removal of residual drugs due to recalcitrant
structure and biocide effect of antibiotics. The objective of this research was to evaluate
the efficiency of hydrothermal decomposition of the antibiotic ampicillin, enrofloxacin,
oxytetracycline, and tylosin sulphaquinoxaline. For this purpose, the antibiotic solutions
were prepared at a concentration of 50 μg.mL-1 and pH correction to the range 3-7, with
phosphoric acid solution for the hydrothermal carbonization treatment. Treatment by the
hydrothermal carbonization process of oxytetracycline with pH adjustment made with
phosphoric acid, pH 3, 170 ° C temperature and 90 minutes reaction time showed total
decomposition as a result of this antibiotic (100%). The highest decomposition rate
(98.37%) for enrofloxacin was observed when they were used the reaction time of 120
minutes, pH 3, 200 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. The highest
decomposition rate of ampicillin (94.86%) was observed when using time of 120
minutes reaction, pH 4, 200 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. The most
suitable conditions for the decomposition of sulphaquinoxaline, observing the greatest
reduction rate (95.71%) was observed when they were used the reaction time of 120
minutes, pH 5, temperature 180 ° C and phosphoric acid as a catalyst. All conditions,
except for the pH 7, led to complete decomposition of tylosin (100%) of the samples.
The best condition for the decomposition of tylosin, observing a lower energy
expenditure, and reaction time spent catalyst was one which was used 90 minutes
reaction time, pH 4, 180 ° C temperature and phosphoric acid as a catalyst. In the
germination test with Allium cepa, the solutions treated, except ampicillin, had similar
germination rates found in the control group. The solutions of antibiotics with no
treatment showed higher rates of growth of buds when compared to the control group.
These results show that the hydrothermal carbonization process has potential for future
applications decomposition of antibiotics in contaminated water and effluent. / Antibióticos são largamente utilizados na medicina humana e veterinária. Após o
consumo, grande parte dos fármacos é excretada inalterada ou sob forma de
metabólitos, e por intermédio dos lançamentos de estações de tratamento de esgotos,
resíduos agrícolas e lixiviação, alcançam os ecossistemas naturais. A ocorrência de
antibióticos nos ambientes aquáticos tem se tornado uma preocupação crescente em
todo o mundo especialmente devido ao aparecimento de genes de resistência em
bactérias patogênicas. O uso indiscriminado e a utilização de doses subterapêuticas de
antibióticos provocam o surgimento de resistência. Em Goiás, uma pesquisa recente
demonstrou a presença de bactérias resistentes a vários antibióticos em efluentes
hospitalares e na estação de tratamento de esgotos de Goiânia. Os processos de
tratamento de efluentes baseados na degradação biológica apresentam baixa eficiência
de remoção de fármacos residuais devido à estrutura recalcitrante e ao potencial biocida
dos antibióticos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência da decomposição
hidrotermal dos antibióticos ampicilina, enrofloxacina, oxitetraciclina, sulfaquinoxalina
e tilosina. Com este intuito, soluções dos antibióticos foram preparadas com
concentração de 50 μg.mL-1 e com correção de pH para a faixa 3-7, com solução de
ácido fosfórico, para o tratamento com carbonização hidrotermal. O tratamento pelo
processo de carbonização hidrotermal da oxitetraciclina com correção de pH feita com
ácido fosfórico, pH 3, temperatura de 170ºC e tempo de reação de 90 minutos
apresentou como resultado a decomposição total deste antibiótico (100%). A maior taxa
de decomposição (98,37%) para a enrofloxacina foi observada quando foram utilizados
tempo reacional de 120 minutos, pH 3, temperatura de 200ºC e ácido fosfórico como
catalisador. A maior taxa de decomposição da ampicilina (94,86%) foi observada
quando se utilizou tempo de reação de 120 minutos, pH 4, temperatura de 200ºC e ácido
fosfórico como catalisador. As condições mais adequadas para a decomposição da
sulfaquinoxalina, observando a maior taxa de redução (95,71%), foi observada quando
foram utilizados tempo reacional de 120 minutos, pH 5, temperatura de 180ºC e ácido
fosfórico como catalisador. Todas as condições, exceto o pH 7, levaram a decomposição
total da tilosina (100%) das amostras. A melhor condição para a decomposição da
tilosina, observando menor gasto energético, tempo reacional e gasto de catalisador, foi
aquela onde se utilizou tempo de reação de 90 minutos, pH 4, temperatura de 180ºC e
ácido fosfórico como catalisador. No teste de germinação com Allium cepa, as soluções
tratadas, exceto a ampicilina, apresentaram taxas similares de germinação as
encontradas no Grupo Controle. As soluções dos antibióticos sem tratamento
apresentaram taxas superiores de crescimentos dos brotos quando comparadas ao Grupo
Controle. Esses resultados mostram que o processo de carbonização hidrotermal
apresenta potencial para futuras aplicações de decomposição de antibióticos em águas e
efluentes contaminados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/5174 |
| Date | 28 September 2015 |
| Creators | Santos Júnior, Laurivê Antônio dos |
| Contributors | Santiago, Mariângela Fontes, Zang, Joachim Werner, Santiago, Mariângela Fontes, Siqueira, Eduardo Queija de, Oliveira, Sérgio Botelho de |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Engenharia do Meio Ambiente (EEC), UFG, Brasil, Escola de Engenharia Civil - EEC (RG) |
| 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1009702091972874847, 600, 600, 600, 724087251626315585, 162673199464443160 |
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