Avaliação e monitoramento dos subprodutos da fotodegradação de fármacos e disruptores endócrinos em meio aquoso por espectrometria de massas de alta resolução
| Autor: | Júlio César Cardoso da Silva |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2014 |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMGUniversidade Federal de Minas GeraisUFMG. |
| Druh dokumentu: | Doctoral Thesis |
| Popis: | The occurrence of organic contaminants in the environment has become a subject of interest in recent years. Among the many classes of compounds that comprise this large group, drugs have received particular concern. The objective of the present study is therefore to identify and monitor recalcitrant by-products resulting from the degradation of several drugs from different therapeutic classes (ibuprofen, bezafibrate, diclofenac, sulfamethoxazole, ethinylestradiol, and the endocrine disruptor bisphenol A) in aqueous medium. Two distinct processes, direct photolysis (employing UV-A and UV-C radiations) and photocatalysis (using the TiO2/UV-A and TiO2/UV-C systems), were investigated herein. The first step of the present work consisted of the evaluation of the effectiveness of these procedures in the degradation of the selected drugs. Hence, aliquots were collected directly from the reaction vessel after assorted exposure times (from 0 to 120 minutes) and analyzed by liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry (LC-HRMS) to evaluate the removal efficiency. To evaluate the degradation efficiency, total organic carbon (TOC) measurements were also performed. In a second stage, the same aliquots were analyzed by direct infusion mass spectrometry aiming at identifying resulting by-products. The analyses were conducted by electrospray ionization in the positive and negative modes. Ecotoxicity tests using brine shrimp (Artemia Salina) were also conducted with each aliquot collected. These assays were carried out in triplicate to estimate the toxicity of the byproducts. The experimental results showed that the UV-C, UV/C-TiO2 and UV/A-TiO2 systems were efficient in removing all compounds, excepting ethinylestradiol, the most recalcitrant of them. Despite the high removal rates, degradation rates were lower, indicating the formation and persistence of degradation products generated under these conditions. The behavior of each by-product as a function of exposure time to the degradation systems was also appraised. Finally, the tests against Artemia Salina demonstrated that some recalcitrant by-products possess higher toxicity than the primary precursor. A ocorrência de contaminantes orgânicos no ambiente tem se tornado um assunto de interesse nos últimos anos. Dentre os diversos grupos que compõem essa classe de contaminantes, há uma preocupação em especial com a classe dos fármacos. Deste modo, o objetivo deste trabalho é identificar e monitorar os subprodutos recalcitrantes da degradação de fármacos de diferentes classes terapêuticas (ibuprofeno, bezafibrato, diclofenaco, sulfametoxazole, etinilestradiol), incluindo o disruptor endócrino bisfenol A, em meio aquoso, utilizando dois métodos distintos: fotólise direta (empregando a radiação UV-C e UV-A) e fotocatálise (utilizando os sistemas UVC/ TiO2 e UV-A/TiO2). A primeira etapa do trabalho consistiu em avaliar a eficiência destes procedimentos na degradação destes fármacos. Assim, alíquotas foram coletadas entre 0 e 120 minutos e analisadas por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução (LC-HRMS) para avaliar a eficiência de remoção. A avaliação da eficiência de degradação foi realizada por análises de carbono orgânico total (COT). Em uma segunda etapa do trabalho, as mesmas alíquotas foram analisadas por inserção direta no espectrômetro de massas para identificação dos subprodutos resultantes. As análises foram realizadas nos modos positivo e negativo de ionização por electrospray. Na terceira etapa do trabalho foram realizados testes de ecotoxicidade utilizando Artemia Salina. Os ensaios com cada alíquota foram realizados em triplicata para estimar a toxicidade dos subprodutos de fotodegradação. Com relação aos resultados, observou-se que os sistemas UV-C, UV-C-TiO2 e UV-A-TiO2 foram eficientes na remoção dos compostos, com exceção, do hormônio etinilestradiol que se mostrou mais recalcitrante. Apesar das altas taxas de remoção, as taxas de degradação foram menores, demonstrando a formação e persistência dos subprodutos gerados nos sistemas de degradação. Com tais resultados foi possível gerar um perfil de comportamento destes subprodutos em função do tempo de exposição aos sistemas de degradação. Os testes de ecotoxicidade demonstraram que alguns subprodutos persistentes apresentaram um maior grau de toxicidade em relação aos compostos originais. |
| Databáze: | Networked Digital Library of Theses & Dissertations |
| Externí odkaz: |
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