Fotodegradação de antibióticos em efluentes hospitalares

Abstract

A prestação de cuidados de saúde em unidades hospitalares implica um consumo elevado de quantidades de água e medicamentos, produzindo efluentes líquidos com características específicas, que são descarregados para a rede pública de águas residuais, na maioria dos casos sem um pré‑tratamento adequado, contribuindo para a persistência de micropoluentes orgânicos emergentes (e.g., fármacos, disruptores endócrinos, substâncias tóxicas e radioativas) quer nos efluentes das Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) urbanas, quer nos meios hídricos recetores, dada a inexistência de tecnologias avançadas para a destoxificação das águas residuais afluentes aos sistemas de tratamento existentes. Numa abordagem holística deste problema ambiental, o trabalho de investigação efetuado iniciou-se com uma caracterização da situação relativa aos sistemas de pré-tratamento existentes nos hospitais portugueses, através de um inquérito às respetivas entidades gestoras, e com uma pesquisa detalhada sobre a eficiência de processos avançados de remoção de antibióticos em ETAR urbanas. Verificando-se que apenas 38% das unidades hospitalares (que responderam ao inquérito) dispõe de um sistema de pré-tratamento, entendeu-se ser pertinente desenvolver um estudo experimental, à escala laboratorial, visando avaliar as potencialidades da aplicação de processos de oxidação avançada (POA) na fotodegrafação de fármacos. Para o efeito, utilizou-se o antibiótico oxitetraciclina (OTC), por pertencer a um dos grupos mais utilizados em clínicas veterinárias e hospitais. Os resultados revelaram uma elevada eficiência de remoção da OTC (96%), obtida em ensaios de fotocatálise (com nanopartículas de TiO2), com radiação UV e um tempo de exposição de uma hora, confirmando as potencialidades deste processo de tratamento na mitigação do risco ambiental associado à crescente ocorrência produtos farmacêuticos nos sistemas fluviais.

The provision of healthcare in hospital units involves a high consumption of water and medicines, producing liquid effluents with specific characteristics, which are discharged into the public wastewater network, in most cases without adequate pre-treatment, contributing to the persistence of emerging organic micropollutants both in the effluents of urban WWTPs and in the receiving waters, given the lack of advanced technologies for the detoxification of wastewater flowing into existing treatment systems. In a holistic approach to this environmental problem, the research work carried out began with a characterization of the situation regarding pre-treatment systems existing in Portuguese hospitals, through a survey of the respective management entities, and with research about advanced processes efficiencies for antibiotics removal in urban WWTP. Noting that only 38% of hospital units have a pre-treatment system, it was considered pertinent to develop an experimental study, at a lab-scale, aiming to assess the potential of advanced oxidation processes (AOP) in the antibiotics removal by photodegradation. For this purpose, the antibiotic oxytetracycline (OTC) was used, as it belongs to one of the groups most used in veterinary clinics and hospitals. The results obtained revealed a high OTC removal efficiency (96%), obtained in photocatalysis tests (using TiO2 nanoparticles), with UV radiation and an exposure time of one hour, confirming the potential of this treatment process to mitigate the environmental risk associated with the increasing occurrence of pharmaceuticals in river systems.