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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-8196-9080
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acceso: Acesso Embargado
Fecha de embargo: 2026-09-26
Título: Avaliação isolada e combinada de oxidantes sob radiação UVC visando à degradação simultânea de colchicina, nitazoxanida e sulfametoxazol em efluente sanitário terciário: Otimização por análises multivariadas
Título (s) alternativo (s): isolated and combined evaluation of oxidants under uvc irradiation for the simultaneous degradation of colchicine, nitazoxanide and sulfamethoxazole in tertiary wastewater: optimization by multivariate analysis
evaluación aislada y combinada de oxidantes bajo radiación uvc para la degradación simultánea de colchicina, nitazoxanida y sulfametoxazol en efluentes terciarios: optimización mediante análisis multivariante
在紫外辐射条件下对氧化剂进行分离和组合评估,以同时降解三级污水中的秋水仙碱、硝唑尼特和磺胺甲噁唑:通过多变量分析进行优化
Autor: Costa, Lucas Gustavo
Primer orientador: Trovó, Alam Gustavo
Primer miembro de la banca: Sousa, Raquel Maria Ferreira
Segundo miembro de la banca: Lenzi, Giane Gonçalves
Resumen: A urgência na busca por tratamentos para a covid-19 aliada ao medo da população, levou ao uso indiscriminado de medicamentos com pouca ou nenhuma evidência de eficácia contra a doença, aumentando a concentração dessas substâncias em águas residuais. A eficiência da degradação de microcontaminantes orgânicos (com estruturas e características químicas distintas) por processos avançados de oxidação depende do oxidante aplicado e da reação preferencial de cada espécie radical no meio. Assim, estudos visando o emprego simultâneo de radicais em processos de degradação dessas substâncias é um caminho que pode propiciar melhoria nas suas eficiências. O presente trabalho avaliou peróxido de hidrogênio (H2O2), persulfato (S2O8(2–)) e hipoclorito (OCl–) na forma isolada ou combinada e em diferentes concentrações (0-400 µM) sob radiação UVC (254 nm, 8 W), como precursores de radicais altamente oxidantes (HO•, Cl• e SO4•–) para a degradação simultânea de colchicina, nitazoxanida e sulfametoxazol na concentração de 325 nM (cada fármaco) em efluente sanitário terciário, aplicando para isso, ferramentas de otimização multivariada. Duas combinações de oxidantes foram elencadas como eficientes na degradação dos fármacos, demostrando desempenhos superiores aos oxidantes isolados: a primeira consistiu em 240 µM de H2O2 e 240 µM de OCl– e a segunda em 280 µM de H2O2 e 160 µM de S2O8(2–), atingindo degradações superiores a 92% (LQ ≤ 26 nM) em 30 min para a primeira e 20 min para a segunda, enquanto os oxidantes isolados obtiveram degradações de 67 ± 5%, 77 ± 3% e 80 ± 1% respectivamente para 480 µM de OCl–, 440 µM de S2O8(2–) e 440 µM de H2O2. Além das altas taxas de degradação, as duas combinações de oxidantes foram eficazes na redução dos efeitos tóxicos do efluente, considerando os parâmetros de fitotoxicidade em Lactuca sativa, cito e genotoxicidade em Allium cepa, e estresse oxidativo em minhocas (Eisenia andrei). Quando aplicados aos microcontaminantes reais da matriz, ambos os processos diminuíram a carga dessas substâncias, contribuindo para a melhoria da qualidade do efluente sanitário. Esses resultados indicam que a combinação de oxidantes é uma excelente alternativa para a degradação de contaminantes emergentes presentes em efluentes sanitários terciários e demonstram o potencial dos processos desenvolvidos para estudos de ampliação de escala e fluxo contínuo.
Abstract: The urgent search for treatments for covid-19, combined with public fear, has led to the indiscriminate use of drugs with little or no evidence of efficacy against the disease, increasing the concentration of these substances in wastewater. The efficiency of the degradation of organic microcontaminants (with different chemical structures and characteristics) by advanced oxidation processes depends on the oxidant applied and the preferential reaction of each oxidative radical in the medium. Thus, studies aimed at the simultaneous use of radicals in the degradation of these substances is a way of improving their efficiency. The present work evaluated hydrogen peroxide (H2O2), persulfate (S2O8(2–)) and hypochlorite (OCl–) in isolated or combined form and in different concentrations (0-400 µM) under UVC radiation (254 nm, 8 W), as precursors of highly oxidizing radicals (HO●, Cl● and SO4●–) for the simultaneous degradation of colchicine, nitazoxanide and sulfamethoxazole at a concentration of 325 nM (each drug) in tertiary wastewater, using multivariate optimization tools. Two combinations of oxidants were found to be efficient in degrading the drugs, showing superior performances to the oxidants alone: the first consisted of 240 µM of H2O2 and 240 µM of OCl– and the second of 280 µM of H2O2 and 160 µM of S2O8(2–), achieving degradations of over 92% (LQ ≤ 26 nM) in 30 min for the first and 20 min for the second, while the isolated oxidants achieved degradations of 67 ± 5%, 77 ± 3% and 80 ± 1% respectively for 480 µM OCl–, 440 µM S2O8(2–) and 440 µM H2O2. In addition to the high degradation rates, the two oxidant combinations were effective in reducing the effluent's toxic effects, considering the parameters of phytotoxicity in Lactuca sativa, cytotoxicity and genotoxicity in Allium cepa, and oxidative stress in earthworms (Eisenia andrei). When applied to the actual microcontaminants in the matrix, both processes reduced the load of these substances, helping to improve the quality of the wastewater. These results indicate that the combination of oxidants is an excellent alternative for the degradation of emerging contaminants present in tertiary wastewater and demonstrate] the potential of the processes developed for scale-up and continuous flow studies.
Palabras clave: peroxidação
peróxido de hidrogênio
persulfato
hipoclorito
CIE
Área (s) del CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL
CNPQ::OUTROS::QUIMICA INDUSTRIAL
Tema: Química
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Cita: COSTA, Lucas Gustavo da. Avaliação isolada e combinada de oxidantes sob radiação UVC visando à degradação simultânea de colchicina, nitazoxanida e sulfametoxazol em efluente sanitário terciário: Otimização por análises multivariadas. 2024. 111 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.5163.
Identificador del documento: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.5163
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43673
Fecha de defensa: 26-sep-2024
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS): ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.
ODS::ODS 6. Água potável e saneamento - Garantir disponibilidade e manejo sustentável da água e saneamento para todos.
ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Aparece en las colecciones:DISSERTAÇÃO - Química

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