Pesquisa da UFSCar avalia tecnologia para remover contaminantes da água
Técnica foi concebida para atuar na etapa de desinfecção da água
Uma pesquisa desenvolvida por cientistas da UFSCar demonstrou o potencial de uma tecnologia para remover antibióticos e pesticidas da água. O método utiliza luz ultravioleta e agentes oxidantes para degradar esses compostos e pode ser aplicado como etapa complementar em sistemas de abastecimento e de tratamento de efluentes.
O estudo busca enfrentar um desafio crescente: muitos desses poluentes não são completamente eliminados pelos processos convencionais, favorecendo sua permanência no ambiente e, no caso dos antibióticos, contribuindo para a resistência antimicrobiana, considerada uma das principais ameaças à saúde pública.
A pesquisa foi conduzida por Gabriel Antonio Pinto durante seu mestrado no Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ), sob orientação de José Mario de Aquino, docente do Departamento de Química (DQ), em parceria com pesquisadores de outras instituições.
Os experimentos avaliaram a remoção simultânea de três antibióticos da classe das fluoroquinolonas - norfloxacina, ciprofloxacina e enrofloxacina - e do pesticida imidacloprido. Para isso, os pesquisadores utilizaram uma lâmpada de radiação ultravioleta na faixa C (UVC), de apenas 5 watts, associada a agentes oxidantes capazes de gerar radicais altamente reativos, responsáveis pela degradação das moléculas dos poluentes. Foram testados dois reagentes: peróxido de hidrogênio (água oxigenada) e persulfato de sódio.
“Os testes foram realizados em água ultrapura, água de torneira e um efluente simulado, representando diferentes condições encontradas na prática. Em todos os casos, os quatro compostos foram completamente removidos em até uma hora de tratamento”, registra Aquino.
Segundo o pesquisador, a técnica foi concebida para atuar na etapa responsável pela desinfecção da água, normalmente realizada por cloração. “O método se enquadra justamente nessa etapa terciária, podendo substituir ou complementar a cloração. Seu principal diferencial é a simplicidade, já que requer apenas luz UVC e oxidantes, além de permitir o tratamento simultâneo de grandes volumes de água. No caso do peróxido de hidrogênio, há ainda uma vantagem adicional, pois ele não produz subprodutos nocivos”, explica.
Embora somente a radiação UVC tenha sido suficiente para degradar o imidacloprido, o mesmo não ocorreu com os antibióticos. Nesses casos, a eliminação da atividade antibacteriana só foi alcançada quando a luz ultravioleta foi combinada aos oxidantes.
Os pesquisadores também avaliaram a toxicidade dos subprodutos formados durante a degradação dos contaminantes. Os resultados indicaram que eles são menos tóxicos do que os compostos originais.
“O trabalho mostrou que a toxicidade somente é eliminada com a degradação da estrutura base das fluoroquinolonas. Isso sugere que o alvo ambiental não deve ser apenas a concentração do poluente, mas seu nível de toxicidade”, afirma Aquino.
Custos e aplicabilidade em escala
Além da eficiência, os pesquisadores compararam os custos dos dois oxidantes. Ambos apresentaram desempenho semelhante, mas o peróxido de hidrogênio se mostrou mais vantajoso do ponto de vista econômico e ambiental.
“As estimativas realizadas em escala laboratorial indicaram um custo aproximado de US$ 1 por metro cúbico de água tratada para o processo com peróxido de hidrogênio, enquanto o tratamento com persulfato de sódio apresentou custo estimado de cerca de US$ 7 por metro cúbico”, ressalta Aquino.
Além do menor custo, o peróxido de hidrogênio não aumenta a salinidade da água, como pode ocorrer com o persulfato. “Caso permaneça em excesso após o tratamento, ele continua atuando como agente sanitizante e, posteriormente, se decompõe em água e oxigênio, sem formar subprodutos orgânicos ou inorgânicos clorados”, destaca o pesquisador.
Com os resultados obtidos em laboratório, a equipe já projeta os próximos passos para avaliar a tecnologia em maior escala. Segundo Aquino, experiências semelhantes já são empregadas em outros países, como na Plataforma Solar de Almería, na Espanha. “O próximo passo será verificar se o desempenho observado pode ser reproduzido em volumes mais elevados e em condições de operação próximas às encontradas em estações de tratamento”, enfatiza.
Paralelamente, a equipe desenvolve estudos para identificar com maior precisão a estrutura química dos subprodutos formados durante o tratamento, utilizando técnicas analíticas mais avançadas.
Parte dos resultados foi publicada no Journal of Water Process Engineering, no artigo intitulado “UVC-based advanced oxidation processes for antibiotics and pesticides removal in water matrices: By-products identification and toxicity assessment“. O acesso pode ser feito neste link:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214714426009566
onde também estão disponíveis informações sobre os demais autores.
Matéria: Adriana Arruda | Notícias da UFSCar