Remoção de compostos desreguladores endócrinos (edc) empregando microfibra polimérica obtida por eletrofiação

Abstract

O crescente consumo de produtos farmacêuticos e de cuidados pessoais tem aumentado consideravelmente a concentração de compostos desreguladores endócrinos (EDC) nos corpos aquáticos. A presença destes contaminantes e seus metabólitos, mesmo em baixas concentrações, pode causar vários efeitos adversos à sáude, incluindo toxicidade aguda e crônica, resistência a antibióticos e efeitos perturbadores do sistema endócrino. Entre os EDC, os hormônios estrona (E1), 17β-estradiol (E2) e 17α-etinilestradiol (EE2) são diariamente excretados. Considerando que os tratamentos convencionais encontrados nas estações de tratamento não foram projetados para remover completamente os EDC, esses têm sido encontrados até mesmo em águas destinadas ao consumo humano. Muitas técnicas têm sido estudadas para remoção dos EDC, entre essas, o processo de adsorção vêm se destacando pelo baixo custo, simplicidade e facilidade de operação. Dentro deste contexto, o presente estudo teve como objetivo a obtenção de uma microfibra de PBAT e aplicação na adsorção dos hormônios E1, E2 e EE2 em solução aquosa. O material adsorvente foi obtido a partir da técnica de eletrofiação, utilizando o polímero biodegradável poli (butilenoadipatoco-tereftalato) (PBAT). A microfibra de PBAT foi caracterizada por diversas técnicas, e os resultados de caracterização mostram a obtenção de microfibras aleatórias e interconectadas, área de superfície entre 2 a 4(m)2 (g)-1, caráter hidrofílico e estabilidade térmica. De acordo com os resultados de adsorção dos hormônios E1, E2 e EE2 em água ultrapura e superficial, os modelos cinéticos de segunda ordem e de ordem geral se ajustaram melhor aos resultados experimentais. Os estudos de equilíbrio de adsorção demonstraram uma adsorção em monocamada característica do modelo de Langmuir. A microfibra de PBAT possui uma alta capacidade de remoção dos hormônios E1, E2 e EE2, com valores de remoção entre 83 a 98%, próximo ao encontrado para o carvão ativado (98%). As microfibras de PBAT apresentam-se como material adsorvente biodegradável com potencial aplicação no tratamento de águas e efluentes.

The increasing consumption of pharmaceutical and personal care products has considerably increased the concentration of endocrine disrupting compounds (EDC) in aquatic bodies. The presence of these contaminants and their metabolites, even in low concentrations, can cause several adverse health effects, including acute and chronic toxicity, resistance to antibiotics and disturbing effects of the endocrine system. Among EDCs, the hormones estrone (E1), 17 -estradiol (E2) and 17 -ethinylestradiol (EE2) are excreted daily. Considering that conventional treatments found in treatment plants were not designed to completely remove EDCs, these have been found even in water intended for human consumption. Many techniques have been studied for the removal of EDC, among them, the adsorption process has stood out for its low cost, simplicity and ease of operation. Within this context, the present study aimed to obtain a microfiber of PBAT and application in the adsorption of the hormones E1, E2 and EE2 in aqueous solution. The adsorbent material was obtained from the electrospinning technique, using the biodegradable polymer poly (butylene adipatoco-terephthalate) (PBAT). The PBAT microfiber was characterized by several techniques, and the characterization results show the obtaining of random and interconnected microfibers, surface area between 2 to 4 m2 g-1, hydrophilic character and thermal stability. According to the results of the adsorption of the hormones E1, E2 and EE2 in ultrapure and surface water, the second order and general order kinetic models adjusted better to the experimental results. The adsorption equilibrium studies demonstrated a monolayer adsorption characteristic of the Langmuir model. The PBAT microfiber has a high capacity for removing the hormones E1, E2 and EE2, with removal values between 83 to 98%, close to that found for activated carbon (98%). PBAT microfibers are presented as a biodegradable adsorbent material with potential application in the treatment of water and effluents.