Estudo preliminar da remoção de amoxicilina presente em águas empregando biochar ativado oriundo do resíduo da poda do Eucalipto

Resumo

A preocupação com a contaminação dos recursos hídricos pelos poluentes ambientais, onde se incluem os produtos farmacêuticos, faz com que haja uma crescente demanda no desenvolvimento e aprimoramento de metodologias suficientemente capazes de removê-los. A presença de fármacos em águas, mesmo em concentrações traço (da ordem de ng.L^-1 a µg.L^-1)  apresenta um impacto fortemente negativo tanto ao meio ambiente quanto à saúde humana e animal. Contudo, tais compostos não são totalmente metabolizados pelo organismo humano ou animal, tendo como consequência uma contínua liberação para o meio ambiente, tanto na forma ativa (original) quanto na de seus metabólitos. Esta liberação para o meio ambiente se dá, principalmente, através da urina e fezes ou pela disposição indevida de efluentes industriais e/ou hospitalares não tratados. Os maiores problemas relacionados à presença de fármacos nos meios aquosos estão relacionados com o desequilíbrio dos ecossistemas aquáticos e terrestres, bioacumulação nos mais diversos níveis da cadeia alimentar e, principalmente, com o crescimento na resistência bacteriana. Além disso, pouco ainda é conhecido em relação aos efeitos deletérios causados por estes compostos, considerando um longo prazo de exposição aos mesmos. Dentre os fármacos, empregados pela medicina humana e animal, a maior categoria corresponde aos antibióticos, substâncias biologicamente ativas desenvolvidas para a preservação e tratamento da saúde humana e animal frente a uma ampla gama de infecções de origem microbiana. Dentre os antibióticos mais encontrados está a amoxicilina (AMX), que possui um extenso uso em infecções bacterianas tanto humanas quanto animais. As estações de tratamento de efluentes (ETEs) e de água (ETAS) não são projetas para a remoção destes micropoluentes presentes em águas. Sendo assim, o desenvolvimento e aprimoramento de sistemas de tratamento são, atualmente muito estudados. Dentre todas as opções de mecanismos para tratamentos, a adsorção é uma alternativa eficiente, mais econômica, simples, não gerando subprodutos tóxicos e que oferece menos problemas em relação a sua execução. O carvão ativado comercial é bastante conhecido pela sua eficácia e praticidade de uso, mas possui um alto custo, o que o torna menos funcional para empresas e estações de tratamento de água. A necessidade de uma alternativa mais acessível é possível com o aproveitamento de resíduos urbanos, agroindustriais e florestais para a fabricação do biochar (fase sólida obtida pelo processo de pirólise). Neste trabalho estudou-se a remoção da amoxicilina (AMX) através do emprego de biochar produzido a partir de resíduos da poda do eucalipto, usado na indústria madereira. O bioadsorvente foi sintetizado fazendo-se uma prévia impregnação com ácido fosfórico 85%, seguida da pirólise realizada a 600^oC durante 1h, sob atmosfera inerte. A caracterização do biochar ativado foi feita inicialmente pela espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), destinada à identificação de grupos funcionais de superfície, através dos quais torna-se possível a interação da AMX com os grupos oxigenados e fosforados identificados na superfície grafítica do biochar. A análise textural, realizada pelo método BET, revelou uma superfície de elevada área específica superficial (cerca de 1187 cm².g^-1) e uma considerável porosidade (0,85 cm³.g^-1). Os resultados preliminares de adsorção: tempo de interação ótimo entre a AMX e o bioadsorvente para remoção do fármaco, concentração inicial do fármaco e dosagem ótima do bioadsorvente foram realizados empregando testes de batelada em uma incubadora tipo shaker a 25^oC, pH natural da solução do fármaco (5,52) e agitação de 180 rpm, com o objetivo de otimizar o processo de adsorção da AMX no bioadsorvente sintetizado, tornando-o mais eficiente e ao mesmo tempo econômico. Com os resultados preliminares de adsorção, chegou-se nas seguintes condições ótimas para a remoção da AMX, empregando o bioadsorvente sintetizado: 60 min como tempo de contato, 30 mg.L^-1 como concentração inicial de AMX e dosagem do biodsorvente de 0,85 mg.g^-1. Com estes parâmetros, obteve um percentual de remoção da AMX na ordem de 81-88% e uma capacidade de adsorção entre 28 e 31 mg.g^-1. O ajuste de outros importantes parâmetros, como o pH e a temperatura da solução serão os próximos ensaios a serem realizadas, e podem trazer melhores resultados em termos da eficiência de remoção do fármaco. Contudo, com os resultados preliminares já realizados é possível observar a eficiência do uso do bioadsorvente sintetizado na remoção da AMX, aliada à sua alta disponibilidade nos ambientes de plantio e seu baixo custo.