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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Processos fotocatalíticos heterogêneos aplicados na degradação de fluoroquinolonas : avaliação da atividade antimicrobiana residual
Title Alternative: Heterogeneous photocatalytic process applied in the degradation of fluoroquinolones : evaluation of residual antimicrobial activity
Author: Venancio, Wilson Augusto Lima, 1991-
Advisor: Guimarães, José Roberto, 1958-
Abstract: Resumo: Neste estudo, uma solução contendo uma mistura de FQ (ciprofloxacina, lomefloxacina e ofloxacina) foi submetida a oxidação fotocatalítica sob irradiação UV, empregando como catalisador TiO2 comercial (P25 e PC500) e dopado/impregnado com nitrogênio (N-TiO2). Para concentração e quantificação dos analitos foi utilizado um sistema de extração em fase sólida em linha com um cromatógrafo de ultra-alta eficiência acoplado a um espectrômetro de massas sequencial (on-line SPE-UHPLC-MS/MS). Empregando o TiO2 PC500, com composição 100% anatase, observou-se um ganho de 21% na oxidação fotocatalítica das FQ, quando comparado aos resultados obtidos com o P25 (80% anatase). Reações em pH 4 e 9, ou com adição de H2O2 não intensificaram o processo fotocatalítico. Variando a concentração das FQ na faixa de 50 a 100 µg L-1, foi observado 95% de degradação dos antimicrobianos após 100 min de reação, e reações empregando concentrações dos antimicrobianos acima de 200 µg L-1 resultaram na diminuição da porcentagem de moléculas convertidas. Soluções com saturação de O2 dissolvido, reduziu em 50% o tempo necessário para atingir 90% de degradação dos fármacos. Os N-TiO2 sintetizados apresentaram maior absorção na banda do visível, e com o emprego de luz solar observou-se degradação superior a ? 89% para FQ, enquanto que, as amostras submetidas à radiação solar e TiO2 (P25 e PC500) apresentaram degradação inferior a 50%. Após determinação das melhores condições de degradação para o P25 e PC500 (100 mg L-1, radiação UV-A, OD = 1,3 mg L-1 e pH próximo do neutro), foram realizados ensaios variando a matriz (água simulada - AS, água mineral engarrafada - AE e água potável de abastecimento público ¿ AP). Os sais e minerais presentes nas diferentes matrizes atuaram como sequestradores de HO¿, diminuindo a eficiência do processo UV/TiO2 em comparação aos ensaios realizados em água ultrapura. Ensaios com 50 mg L-1 de PC500 ou 100 mg L-1 de P25 resultaram na redução da atividade antimicrobiana da solução de 92,4 e 95,4% para E. coli, e 78,1 e 84,2% para B. subtilis, respectivamente, após 120 min de reação. Ensaios com radiação solar mostraram que N-TiO2 foi mais eficaz na remoção da atividade antimicrobiana do que o TiO2 comercial. Do monitoramento dos produtos de degradação identificados, conclui-se que nos produtos de degradação ocorreu a perda de sítios ativos, e por consequência, perda da atividade antimicrobiana

Abstract: In this study, a solution containing a mixture of FQs (ciprofloxacin, lomefloxacin and ofloxacin) was subjected to photocatalytic oxidation under UV irradiation, using as commercial catalyst (P25 and PC500) and doped/impregnated with nitrogen (N-TiO2). For concentration and quantification of the analytes, an in-line solid phase extraction system was used with an ultra-high efficiency chromatograph coupled to a sequential mass spectrometer (SPE-UHPLC-MS/MS online). Using TiO2 PC500, with 100% anatase composition, a gain of 21% in the photocatalytic oxidation of CF was observed when compared to the results obtained with P25 (80% anatase). Reactions at pH 4 and 9, or with addition of H2O2 did not intensify the photocatalytic process. Varying the FQs concentration in the 50 to 100 ?g L-1 range, 95% antimicrobial degradation was observed after 100 min of reaction, and reactions using antimicrobial concentrations above 200 ?g L-1 resulted in a decrease in the percentage of molecules Converted. Solutions with dissolved O2 saturation, reduced by 50% the time required to achieve 90% degradation of the drugs. The N-TiO2 synthesized presented higher absorption in the visible band, and with the use of solar light degradation was observed superior to ? 89% for FQs, whereas the samples submitted to solar radiation and TiO2 (P25 and PC500) presented degradation Less than 50%. After the determination of the best degradation conditions for P25 and PC500 (100 mg L-1, UV-A radiation, OD = 1.3 mg L-1 and pH near the neutral), tests were performed by varying the matrix (simulated water - AS, bottled mineral water - AE and public drinking water - AP). The salts and minerals present in the different matrices acted as HO¿ hinders, reducing the efficiency of the UV/TiO2 process compared to the tests carried out in ultrapure water. Assays with 50 mg L-1 of PC500 or 100 mg L-1 of P25 resulted in the reduction of the antimicrobial activity of the solution from 92.4 and 95.4% for E. coli, and 78.1 and 84.2% for B. subtilis, Respectively, after 120 min of reaction. Assays with solar radiation showed that N-TiO2 was more effective at removing antimicrobial activity than commercial TiO2. From the monitoring of the degradation products identified, it was concluded that in the degradation products the loss of active sites occurred, and therefore, loss of antimicrobial activity
Subject: Atividade antimicrobiana
Ciprofloxacina
Produto de degradação
Processos oxidativos avançados (POA)
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: VENANCIO, Wilson Augusto Lima. Processos fotocatalíticos heterogêneos aplicados na degradação de fluoroquinolonas: avaliação da atividade antimicrobiana residual. 2017. 1 recurso online (119 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEC - Tese e Dissertação

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